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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(jìn)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(jī)、有機(jī)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(fù)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(fù)合體。將復(fù)合體進(jìn)行風(fēng)千、硬化后，進(jìn)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(yù)制塊，然后鋁液鑄入預(yù)熱后的金屬模型，為了使金屬充分地填充細(xì)小孔結(jié)構(gòu)中，可以采用加壓和預(yù)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(yù)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(jī)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(jìn)行預(yù)處理，之后根據(jù)基體性質(zhì)對不導(dǎo)電基體進(jìn)行導(dǎo)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(jī)泡沫上，除去有機(jī)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)。