铝泡沫材料制备及组织研究(2)
1.3 泡沫铝的结构特征泡沫铝材料有密度较小，比表面积和孔径大等优良特点[13]。由于这些独特的结构特征使得其成为了一种新型结构独特的功能材料。泡沫铝的结构特征可分为：(1)孔隙率：泡沫铝的孔隙率有两种分法，一种是面孔隙率，另一种是体孔隙率，其中面孔隙率说的是横截面上的气孔总面积与横截面积的比，体孔隙率指的是所有孔洞占有的空间体积和试样的总体积的比。一般来讲，铝泡沫材料的孔隙率是在40%以上的，而对于海绵态铝泡沫材料的孔隙率甚至可高达98％，可通过改变制备时的方法和工艺条件来获得合适孔隙率的铝泡沫材料。(2)孔的类型：铝泡沫材料主要有开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝两种，开孔是指孔与孔之间呈现出相连贯通立体结构源Z自-吹冰+文/论^文]网[www.chuibin.com，闭孔则是指含有孔洞与孔洞之间没有相联系的关系，是独立存在的[14]。(3)孔的形状：孔的形状有球形和多面体形两种。铝泡沫材料孔的形状一般不是单一的球形或者多面体形，多是两种的混合形。(4)密度：对于不同的制备方法，铝泡沫材料的密度会有很大的不同。一般来讲，孔隙率越高那么孔的尺寸就会越大，铝泡沫材料的密度就会越小，所以可以在制备过程中控制孔隙率以及孔径的大小来获得所需密度的铝泡沫材料。(5)表面积：铝泡沫材料的比表面积通常都比较大，可高达10-40ｃｍ２/ｃｍ３。(6)孔径：铝泡沫材料的孔径主要有体孔径与面孔径两种表征方法。体孔径指的是孔的等效直径，面孔径指的是截面上孔洞呈现出的多边形的等效直径。一般将孔径在2微米以下的称为微孔材料，将孔径在2-50 微米这个区间的称为中孔材料，孔径超过50微米的则称为粗孔材料[15]。1.4 泡沫铝的性能及应用对于不同的制备方法，可以制备出具有不同结构功能特异的铝泡沫材料，如孔洞闭合独立存在的闭孔铝泡沫材料以及孔洞开放连通的开孔铝泡沫材料。铝泡沫材料的性能与其孔洞的特征息息相关。而不同的孔隙特征又决定了泡沫铝不同的性能从而决定了其在不同领域的多种应用[16]。(1)热学性能导热性：铝泡沫材料的导热性要远低于铝基体的导热性，而且导热率会随着孔隙率增大而减小，最高甚至接近绝热材料。由于孔洞间的对流作用其散热能力也很好。此外，其熔点甚至可达到铝基体的两倍以上，具有很好的抗热能力。因此，铝泡沫材料可以作为抗热绝热材料使用，如应用于需在高温状态下工作的交换器的芯部材料，填充材料等[17]。