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開孔泡沫鋁制備及其性能研究（七）

泡沫金屬的應(yīng)用

泡沫金屬作為功能材料的應(yīng)用

(1)分離與過濾材料

泡沫金屬由于特殊的孔結(jié)構(gòu)而具備優(yōu)良的滲透性，因其能通過其孔道阻留和捕集流體介質(zhì)中固體粒子，從而可以應(yīng)用于氣體或液體的過濾與分離，從而達(dá)到介質(zhì)的凈化或分離，而成為制備各種過濾器的理想材料。在實際生產(chǎn)中應(yīng)用也非常廣泛，日本住友電氣工業(yè)公司運用孔隙率達(dá)85%的Ni-Cr-Al泡沫金屬制成的柴油機微粒過濾器，能夠凈化柴油機廢氣且實用廉價；多孔不銹鋼在宇航工業(yè)中應(yīng)用于航空器及制導(dǎo)陀螺中液壓油的凈化，在自動燃料管路中凈化氣體，在碳?xì)浠衔锕に囍谢厥沾呋瘎欢嗫租佉驯挥糜诓捎头郎斑^濾去除空氣中的桿菌、噬菌體等細(xì)菌，還被用于氯堿工業(yè)、氯化工藝和航空燃油精過濾方面。

(2)電極基體材料

泡沫金屬具有良好的導(dǎo)電性能，較強的支撐能力以及很大的比表面積可以為界面電化學(xué)電荷提供廣闊的傳遞空間，因而成為重要的電極材料，而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。利用有機泡沫電沉積法制備的泡沫銅可用作電解銅還原的陰極以及電有機合成電極，泡沫鎳被用作化學(xué)反應(yīng)工程中的流通性和流經(jīng)性多孔電極，具有良好的電解質(zhì)擴散、遷移和物質(zhì)交換性能運用泡沫鎳作為有機化合物電氧化的多孔三維陽極，可使苯甲基乙醇的多相電催化氧化生成乙醛的電解電流和乙醇轉(zhuǎn)換提高近30%。德國Hoppecker蓄電池廠生產(chǎn)的NFC型鎘鎳型電池采用孔隙率為90%的多孔鎳基板使鎳電池的質(zhì)量比容量比燒結(jié)式基板提高33%。

(3)吸聲材料

泡沫金屬在結(jié)構(gòu)上具有開口孔隙和半開口孔隙，這些曲折相連的孔結(jié)構(gòu)，改變了聲音的傳播方向，由于粘滯流動而使其能量損失，因此泡沫材料具有良好的聲音阻尼能力，而成為理想的防噪聲材料。日本已將泡沫金屬用在高速列車發(fā)電機室、無線電錄音室及新干線吸音等方面，取得良好效果。具有耐高溫、高速氣流沖刷和抗腐蝕性能優(yōu)越的輕質(zhì)多孔鈦可以用來控制在特殊工況下的燃?xì)馄啓C的進(jìn)、排氣所產(chǎn)生噪音。

(4)電磁屏蔽材料

泡沫金屬是由金屬骨架與連通孔洞所組成的多孔材料，這一結(jié)構(gòu)特點使得電磁波在孔洞中發(fā)生多次反射和吸收損耗，從而使其具有優(yōu)良的電磁吸收性能，可用于制作電磁屏蔽器件、電子儀器防護(hù)罩等。孔隙率高，三維連通性好的泡沫銅或鎳，優(yōu)于金屬網(wǎng)的屏蔽效果，可達(dá)到波動窗的屏蔽效果，另獨具輕小、通氣散熱的特點，而適用于移動的儀器設(shè)備。

(5)熱交換材料

泡沫金屬由于同時具備很大的比表面積和金屬的優(yōu)良導(dǎo)熱性能，而成為熱交換和加熱、散熱的有效材料。熱管是一種表面覆蓋多孔芯材結(jié)構(gòu)的密封排液容器，可用于作為熱量輸送裝置。水熱管可用來冷卻保護(hù)用于等離子體加熱 的射頻天線的法拉第護(hù)罩。水冷多孔熱交換技術(shù)還可用于高能回轉(zhuǎn)儀的微波腔冷卻。

(6)催化載體材料

泡沫金屬由于具有大的比表面積，且同時具有高的延展性和熱導(dǎo)率，這些性能能夠加大反應(yīng)工程的催化效率，而使泡沫金屬成為重要的催化載體材料。用泡沫金屬制作汽車排放有毒廢氣的催化中和器，可使排放的CO減少2~3倍，毒性減小達(dá)90%。泡沫鎳可用于對水溶液中的6價Cr離子（劇毒）進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。

(7)其他應(yīng)用

泡沫金屬膜的反射性能，可設(shè)計出在紅外區(qū)具有寬頻帶光過濾系統(tǒng)，而被應(yīng)用于熱光電能量轉(zhuǎn)換和電信系統(tǒng)。泡沫金屬還被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前臨床上已使用泡沫不銹鋼、泡沫鈦合金等作為人工骨材料，滿足人骨所需較高孔隙率的同時保證較高的力學(xué)性能。泡沫金屬材料具有不燃燒性，而被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域作為阻止火焰?zhèn)鞑サ淖杌鹌?/span>