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泡沫金屬的制備方法

由于泡沫鋁可按其結(jié)構(gòu)特征分為開孔泡沫鋁和閉孔泡沫鋁兩種，因此本文按照此分類對泡沫鋁的制備方法進行介紹。

開孔泡沫鋁的制備方法

(1)滲流鑄造法

此法采用無機、有機顆粒或者中空球作為填料粒子，將填料粒子經(jīng)一定處理后，自然堆積于金屬模具中，鑄入鋁液，并通過加壓的方式使金屬液滲入填料粒子中，形成金屬與填料粒子的復合體，經(jīng)冷卻后根據(jù)填料粒子的不同采用不同清理方式，如水洗、熱解等，待填料粒子去除后便獲得泡沫金屬。此法常用的加壓方式有固體壓頭加壓法、氣體加壓法、差壓法和真空吸鑄法等。此制備工藝的優(yōu)點是通過孔徑大小可控，缺點是孔徑及孔結(jié)構(gòu)不夠均勻且其所制得泡沫鋁的最大孔隙率不超過70%。

(2)熔模鑄造法

先將通孔高分子泡沫（如聚氨酯網(wǎng)狀海綿）填入金屬模具中，將配制好的耐熱材料，如莫來石、酚醛樹脂、碳酸鈣混合物或石膏等，注入高分子泡沫中，形成復合體。將復合體進行風千、硬化后，進行逐級升溫焙燒，高分子海綿熱.分解后揮發(fā)，便得到與原泡沫海綿網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一致的預制塊，然后鋁液鑄入預熱后的金屬模型，為了使金屬充分地填充細小孔結(jié)構(gòu)中，可以采用加壓和預熱金屬模型的方法使得到充分填充。最后可以采用高壓水等方法去除內(nèi)部的耐熱材料，即得到與原高分子泡沫結(jié)構(gòu)基本-致的開孔泡沫鋁。此法的難點在于如何使鋁液充分填充到預制塊中，以及如何在不破壞泡沫鋁結(jié)構(gòu)的同時清理耐熱材料。優(yōu)點是制得的泡沫金屬，具備開孔結(jié)構(gòu)且有較高的孔隙率。

(3)電沉積法

電沉積法與熔模鑄造法一樣，采用三維網(wǎng)狀的有機泡沫（聚氨酯泡沫、聚氨基甲酸乙酸泡沫等）作為基體材料。用堿液對基體材料進行預處理，之后根據(jù)基體性質(zhì)對不導電基體進行導電化處理然后將金屬離子溶液中的金屬電鍍到開孔的有機泡沫上，除去有機泡沫即可得金屬泡沫。用此法所制備的泡沫金屬具有孔徑小，孔隙率高，孔隙及孔結(jié)構(gòu)均勻等特點，由于孔隙率較高，使得該泡沫鋁的隔熱性能、電磁屏蔽性能和阻尼特性均優(yōu)于鑄造工藝所生產(chǎn)的泡沫鋁。

(4)固態(tài)燒結(jié)法

固態(tài)燒結(jié)法是通過鋁粉、氯化鈉粉以及燒結(jié)添加劑粉的混合、加壓、燒結(jié)、溶解等工藝來制備開孔泡沫鋁的一種方法。泡沫金屬材料除了可用液態(tài)金屬制備外，還可通過金屬粉末制得。固相燒結(jié)法是采用燒結(jié)的方法使金屬顆粒彼此連接，金屬始終處于固態(tài)，所以此工藝所制備的泡沫鋁多數(shù)具有開孔結(jié)構(gòu)。該種方法是目前制造微孔泡沫鋁的最佳方法，但燒結(jié)和析鹽工藝周期長，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。