近年来，不断的有高校、研究所等机构加入对泡沫金属应用的研究，但存在买样难，订样贵，从国外购买周期长等多重阻力。为了改善国内泡沫金属研究仅处于理论阶段导致进度落后于国际尖端水平的现状，先进储能材料国家工程中心(力元新材料有限责任公司)为了推进校企合作，制作了一批各类泡沫金属样品，以供科研机构购买，一举解决了定制费用和实验成本过高的问题，为我国特种金属材料应用技术的快速发展提供了优越的平台。

本次制作的样品包括各种规格泡沫铜，泡沫镍，泡沫铁镍，具体规格尺寸欢迎垂询。

联系方式:
长沙力元新材料产业化项目部市场组 Tel: 0731-84019421
联系人: 李先生 13873139937
E-mail: libo@corun.com

2011年10月30日至11月1日，“2011国际新能源应用及电池展览会”在北京中国国际展览中心隆重举行，科力远高调亮相此次展会，受到各方关注。

据了解，此次展会由中国电池工业协会主办，是迄今为止规格最高、规模最大、影响力最深远的新能源展会,代表着全球新能源的水平和走向。

为充分展示企业形象，科力远重装打造特色展位。展厅设计以白色为主，极具现代化的设计与科力远标识结合，凸显了新能源行业特色，并达到了良好的视觉效果。

展会上，科力远展示了自身独有的行业产业链体系：从原材料到电池材料，再到先进电池、汽车动力电池和汽车动力电池能量包，以及新能源系统整体解决方案，展现了公司强大的行业竞争力。

除了展出自主研发和生产的动力电池能量包、控制系统、单体模块等传统强项外，此次展会还展出了公司最新研发的特种泡沫金属材料及相关应用，吸引了大量参观者。

以此次展览会为平台，通过组织产品展示、技术交流、项目推介、招商引资、贸易洽谈等系列活动，公司搭建了良好的合作交流平台，展示了产业发展水平，促进了企业信息沟通，推动了行业技术合作，同时也使科力远的品牌形象得到更好的宣传和推广。

展会期间，公司总工程师石建珍博士还发表了题为“车载镍氢电池在HEV上应用”的主题演讲。

现为加强行业内部交流，征求友情链接交换，要求如下:

1. 金属材料相关研究或资讯网站

2. 过滤，散热等相关应用研究或资讯网站

3. 网络推广相关网站

有意者请联系站长 QQ 834075772  MSN: metalfoams@hotmail.com

（1）以泡沫有机物为基体，由于它不导电，故须在酸性条件下用强氧化剂对有机物进行腐蚀，使其表面变得易于被水润湿并产生微痕，常用的氧化剂为H2Cr2O7/H2SO4/H3PO4的混合物，这一步骤常称为粗化。

（2）粗化后用PdCl2溶液中的Pd2+对表面进行催化，称为活化。

（3）放入镀液进行化学镀得到均匀地附着于与有机物表面导电的金属层，镀液中含有金属离子和还原剂，常见的镀层有Cu、Ni、Fe、Co、Ag、Au和Pd，以前两种最为常用。

（4）经过化学镀处理的有机物最后进行电镀得到所需要种类的金属和厚度。必要时可把有机物在高温下进行处理使其分解。

鉴于Pd较为昂贵，活化时加入PdCl2导致泡沫金属的生产成本较高，此外Pd2+离子吸附在高分子材料表面又具有催化作用，会加速化学镀液的分解使其稳定性变差，故可采用Pd的代用品或进行无Pd活化工艺的研究，有的已取得了较为理想的效果。气相沉积有化学分解和物理沉积，以泡沫镍的制备为例，把CO-Ni（CO）4混合气体导入反应器内，使其通过经过表面特殊处理的高分子泡沫体，在一定波长的红外光照射下，可使Ni（CO）4分解为金属Ni和CO，Ni沉积在泡沫体表面上即为所要制备的产物。真空气相沉积则是用物理的方法实现泡沫金属的制备，它同样是采用泡沫有机物作为基体，在真和空设备中使金属镍挥发沉积到泡沫有机物上面，作为加热手段的有电子束或直流电弧。

关键词 净化催化 载体 多孔金属

废气严重污染人类生存环境，危害人类的健康，因此日益受到人们的关注。汽车尾气中主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等3 种有害气体，柴油机车中还有有毒的黑烟。燃煤火电厂烟气中含有大量SO2 和NOx 有害气体，日排放量达几万吨。大型车库或仓库、地下停车场、矿山工程坑道、水下作业等工作场所空气的净化亦得到人们的重视，废气净化催化有广阔的应用前景。

贵金属被广泛用作废气净化催化剂，但因价格昂贵,多以负载型形式使用。在《载体材料与贵金属催化剂》、《汽车尾气净化催化剂蜂窝陶瓷载体不足处探究》和《钌基氨合成催化剂载体及采用多孔金属基材料探究》等文中[1,2]提出2个明确的论点，一是负载贵金属催化剂的载体对催化剂催化活性的影响犹如助催剂或毒化剂，不同的载体则有不同的催化活性；二是凡是电负性小于金属催化剂的碱性材料载体有助于提高催化剂活性，反之电负性大于金属催化剂的酸性材料（SiO2、Al2O3 及堇菁石）或酸性元素(S、C、O、N、Cl、P)必将降低催化剂活性，即有毒化作用。碳气化催化反应、铁基氨合成催化反应、汽车尾气净化催化反应等的大量研究和长期生产实践结果证明这个结论正确，但是，当我们考察目前工业生产中使用状况时，发现有多个贵金属催化剂体系应用的载体材料与这个结论存在严重矛盾。本文对研究或开发的多个项目以及粉末冶金多孔金属材料用于贵金属催化剂的主要载体材料具有重要意义。

1 各种催化剂载体

1.1 汽车尾气净化催化剂载体

该催化剂目前用得最多的是陶瓷蜂窝载体, 并且几乎被美国康宁(Corning)和日本NGK 两大公司垄断。催化剂所用陶瓷材料为堇菁石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)，其中含有很多酸性较强的SiO2，采用这种对贵金属催化剂有毒的酸性材料为贵金属催化剂载体，必然要用较多的贵金属催化剂才能达到排放标准，从而使净化催化器的价格较为昂贵。

1.2 柴油机车尾气烟尘过滤器(DPF)

柴油机车尾气烟尘微粒过滤器(有的称微粒捕集器)目前应用最多的仍是康宁公司和NGK 公司生产的壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器，所用材料仍为堇菁石。这种过滤器对烟尘的过滤效率可达90%以上，可溶性有机成分也能部分被过滤。其最大缺点是再生时间长，而再生时间恰恰是微粒捕集器实用化的关键技术，因此，人们不得不做成2 个轮流工作和再生的捕集器。但由于控制结构复杂，价格昂贵，难以推广应用。据上海有关部门反映，城市公交柴油机车尾气烟尘污染是一个至今尚未得到妥善解决的难题。有人认为，导致陶瓷过滤器再生时间长的原因是陶瓷热容大、导热性差。但笔者认为，酸性的陶瓷材料对碳的燃烧

有明显的阻止作用。其主要原因一方面是提高了碳的起燃温度；另一方面是碳的燃烧速度减慢，使得再生时间延长。

1.3 电厂烟气脱硝催化剂载体

据统计，我国大气污染物中的NOx 60%来自于煤的燃烧,其中，火电厂发电用煤占全国用煤的70%。2000 年我国火电厂氮氧化物排放量控制在500 万吨左右。按目前排放标准，到2020 年，其排放量将达到1000 万吨。为了保护环境降低污染，火电厂烟气必须安装脱硝装置。目前应用的脱硝催化剂有贵金属和V2O5，载体有陶瓷蜂窝和占孔不锈钢板，但以陶瓷蜂窝载体为多。福建漳州后石电厂600MW 机组安装了我国第一台烟气脱硝装置[4]，采用日立公司的选择性触媒还原烟气脱硝系统(SCR)，触媒元件主要是多孔不锈钢板，上涂TiO2 作为触媒活化元素，反应器内触媒容积为380m3。笔者认为，采用钻孔不锈钢板为载体，另涂上TiO2 为第二载体，再涂上V2O5 催化剂，显然应比陶瓷蜂窝载体涂上Al2O3 为第二载体和催化剂的为好，但是钻孔不锈钢仍嫌比表面积小。

1.4 燃料电池催化剂载体

目前铂燃料电池催化剂载体多采用碳黑或石墨，但在向碳纳米管方向发展。用球状碳C60 制成的碳纳米管载体理应比碳黑或石墨为好，也应该比活性碳更好。王丽华等[7]实验证明[7]，C60 作钌基催化剂载体，其催化活性大于稀土氧化物载体，更大于Al2O3 和活性碳载体，结果表明采用纳米管为铂催化剂载体符合客观发展规律。C60 虽然已非石墨或活性碳，但其酸碱性质，和铁等金属载体相比有无差异，有待进一步研究。

1.5 钌基氨合成催化剂载体

钌基氨合成催化剂被认为是新一代合成氨催化剂，其特点是合成压力低、温度低、转化率高、能耗低。目前工业生产上用的催化剂载体是英国BP 公司和美国 Kellogg 公司经十余年的合作而研究成功的经高温石墨化后的活性碳。该载体的特点是比表面积大、耐高温、耐腐蚀。其不足之处是与氢反应产生气融，导致活性下降和不稳定。另一方面笔者认为，碳是酸性元素，它对铁催化剂具有毒性，对钌同样具有毒性，用它作载体，必然要用较多的钌，催化剂价格必然升高，有碍推广应用。

1.6 钯-碳催化剂载体

国内有多家钯-碳催化剂公司，表明其使用量不少。和钌基催化剂一样，同样存在碳对钯的毒化问题，钯的耗量增高。

1.7 铁基合成氨催化剂助催化剂

铁基合成氨催化剂已有80 多年使用历史，被催化学术界认为是经典的催化剂，研究得最多最详细的催化剂。世界各国使用的铁基合成氨催化剂虽型号很多，但都用Al2O3 作为助催剂，因此又称结构型助催剂，其含量在2.5%～3.0%之间。从Al2O3 对碳气化反应的负催化实验结果表明，Al2O3和硫一样对碳气化反应具有毒化作用，同样对铁催化剂也具有毒化作用，而且其毒性大于对碳气化反应的毒性。其根据是S、Al2O3、C 的电负性标值(Pauling)都是2.5，C 和Al2O3、S 之间的电负性差为零。而铁与Al2O3、C、S 之间的电负性差为ΔχFe-S(Al2O3)=1.8－2.5=－0.7，Al2O3、S 对铁的毒害远大于对C 的毒害，铁基合成氨催化剂中硫的允许含量很低（小于0.003%），而Al2O3 的含量却高达2.5%～3.0%.其原因是Al2O3熔点高、不易凝聚能非常有效地阻止铁晶粒长大，增大了反应表面积，从而提高铁的催化活性。物理性质有利的一面掩盖了化学性质不利的另一面，误导了人们的认识，如仅从化学性质考察，Al2O3 对铁催化剂应是一个毒化剂，而且很严重。其结果是，提高转化温度和合成压力，降低转化率，增大能耗。合成氨能耗为占全球能耗的1%，是耗能大户，是否与Al2O3 的毒化有关，值得注意。

2 粉末冶金多孔金属材料应当是贵金属催

化剂的主要载体材料

2.1 节省贵金属，提高转化率和保护环境

金属卷片蜂窝载体已应用于生产，使用结果表明具有明显优点。其一是起燃时间和达到稳定的时间分别为26s和45s,与陶瓷蜂窝载体的46s 和100s 相比，几乎缩短1/2，大大减少冷起动污染；其二是当CO 转化率相同时，催化净化器的长度为陶瓷载体的1/2[5]，这就意味着达到同一排放标准，催化器可缩短1/2，贵金属可节约1/2。或者是维持原有长度，则可提高排放标准，减少污染。

由于金属卷片蜂窝载体催化净化明显优于陶瓷蜂窝载体催化净化。目前，一些高级出口轿车多用这种金属载体催化净化器。

和金属卷片蜂窝载体相比，多孔金属蜂窝载体有2 个优点，一是困扰金属卷片的难点是表面平滑，不易涂覆。使用过程中，因冷热交替和震动，涂层易于剥落，为此人们采用了多种方法进行改善，但是对于厚度只有0.04mm 的金属薄片，要改变其表面平滑状态而又要维持一定强度，其难度很大。粉末冶金多孔金属材料，因材料结构特点，不存在塗层难和塗层易于剥落问题，而且涂层量可为金属片的2 倍多；二是比表面积远比金属片大，如选用较细粉末和增加蜂窝壁厚度，可使比表面大几倍甚至几十倍。这样就为减小催化净化器尺寸和孔密度，节省更多贵金属提供可能。

据业内人士称，多孔金属蜂窝载体催化剂催化活性初步测定结果，CO 的起燃温度T50 大大下降，况且贵金属含量仅为陶瓷的一半，对于陶瓷载体催化剂，即使采用提高贵金属含量的办法来降低起燃温度也难以达到。另外, 在温度-转化率曲线上出现难以见到的低温吸附峰，显现出高的催化活性。尽管结果是初步的，有待进一步证实，但催化活性高这一点似乎可以肯定。而且其催化活性应该比金属卷片载体催化剂的活性更高。

有学者把起燃时间缩短归因于金属载体比热低导热性好，但笔者认为起燃温度明显降低，出现低温吸附峰，唯一的解释是金属载体材料对贵金属催化剂具有助催化作用，从而提高了催化剂催化活性。

上述金属质载体的贵金属催化剂催化活性比陶瓷质载体贵金属催化剂的催化活性为大，如果执行同一排放标准，至少可以节省1/2 以上的贵金属.

文献[6]指出20 世纪90 年代，车用催化剂在数量上仅次于石油裂化催化剂，居第二位，但其销售额已居首位。自20 世纪80 年代以来，全球已安装了5 亿多个催化器。在20世纪90 年代中期，年需求量已增至5000 万个左右。如果每个催化器的催化剂体积平均为1.5L,贵金属的负载量为1.5g/L，不难算出贵金属的年耗量为112.5t。目前，白金市场价格为每克540 元人民币，若按最低的金属卷片蜂窝载体可节省1/2 计算，以金属卷片蜂窝载体代替陶瓷蜂窝载体则可节省300 多亿元，况且多孔金属蜂窝载体催化剂活性更高，节省更大。

正如前述，酸性的堇菁石材料用来制造壁流式柴油车微粒捕集器。但由于它对碳粒燃烧存在阻止作用，使得起燃温度升高，燃烧速度变慢，使再生速度减慢。采用金属质材料为过滤器材料，不仅起燃温度可大大下降，而且燃烧速度也可大大加快，使得过滤器再生变为容易。

2.2 载体材料可以形成一个产业

上述几个项目都是大项目，每个项目都可以形成一个产业。例如汽车催化器年需要量若以5000 万个计，每个催化净化器载体体积为1.5L，载体密度视为1.3g/cm3，合金粉末用量近10 万吨。如果市场份额占有量为10%，亦需万吨原料粉末，制成产品后有几亿元产值。

柴油车壁流式过滤器的市场需要量若以百万件计，每件估价为2000～8000 元，其产值可达数个亿。

电厂烟气脱硝催化剂，后石电厂600MW 机组的催化剂体积是380m3 ，按粉末冶金多孔金属视密度为1.3 估算，其重量也有500t 左右。采用多孔金属载体后，考虑到催化活性提高，催化剂体积缩小，但估计其量仍有几百吨。这仅仅是一个机组，如果成百上千个机组采用，其用量就更大。

钌基氨合成催化剂载体、燃料电池铂催化剂载体、钯-碳催化剂载体等项目的研究获得成功应用，预计均可形成一个不小的产业。

2.3 有待解决的问题

2.3.1 比表面积

对催化剂而言，比表面是一个极为重要的物理量。和陶瓷粉末相比，金属粉末比表面积小。Al2O3、活性碳作为载体的一个最大优点是比表面积可做得足够大，几百甚至几千平米克，加之熔点高、不易凝聚、耐腐蚀、强度高，因此得到人们青睐。粉末冶金多孔金属材料很难达到如此大比表面积，况且在高温时，晶粒易于变大、易于凝聚，导致催化活性下降。但是体积比表面很低的金属卷片蜂窝载体催化净化器的成功应用，而且其催化活性优于陶瓷蜂窝，看来比表面积并不是一个不可逾越的鸿沟.载体的化学性质毕竟还是最基本最重要。

2.3.2 价格

合金粉末比陶瓷粉末价格高得多是另一个不足。据资料表明，金属卷片蜂窝载体催化剂的价格较陶瓷的贵50%，多孔金属蜂窝载体的密度高于金属卷片蜂窝载体，预计其价格高于金属卷片蜂窝载体，更高于陶瓷蜂窝载体，其原因是合金粉末价格远高于陶瓷粉末，特别是近几年金属价格猛涨,价格相差更大，这可能是有些人望而却步的一个主要原因。

但是多孔金属蜂窝载体的体积、比表面积大于金属卷片蜂窝载体，而且随着粉末粒径减小和孔壁加厚，不难算出体积、比表面积可远大于金属卷片蜂窝几倍甚至十几倍。因此载体体积可以减小，孔密度可以降低，催化活性提高可以节省很多贵金属。就以金属片蜂窝作依据，至少可节省1/2 贵金属，多孔金属载体则更多，催化净化器的总体价格有可能低于陶瓷蜂窝载体催化净化器，因而具有竞争力。

据了解，蜂窝陶瓷载体价格，康宁公司的在80～120 元每升(400～600 孔/25.4mmx25.4mm)，国产的在30～40 元每升(300～400 孔/25.4mmx25.4mm。金属卷片蜂窝载体，如按1.5 倍陶瓷蜂窝价格计算，则在120～180 元之间，多孔金属蜂窝载体预计其价格不会超过200 元人民币。

3 结束语

本课题起始于20 世纪60 年代研究碳气化催化反应机理(C+CO2=2CO)，实验和理论分析结果一致表明，在冶金文献中广为流传的种种催化剂参与的化学反应模式催化机理很难令人信服。以后提出“电子循环授受催化机理”(ECDAT)，实验证明，SiO2、S 以及C 等酸性材料或元素对碳气化和铁催化剂都是有毒的。铁基合成氨催化剂的长期使用结果，也证明酸性元素有害铁催化活性，而碱性金属元素有利铁催化剂活性的提高，二者的结果几乎完全相同。21 世纪初才逐渐发现汽车尾气净化催化剂载体，钌基合成氨催化剂载体等所用载体材料与本研究结果存在严重矛盾。这样就出现ECDAT 是否可信和工业生产中多个应用酸性材料作贵金属催化剂载体是否合理两个完全对立的问题。如果ECDAT 可信，那么应用酸性材料作为贵金属催化剂载体就不合理。催化学术界对ECDAT 的态度是不置可否，反对的依据是目前生产中使用很好。但作者认为所谓“使用很好”可能是以多用了贵金属和多耗能的沉重代价换来的。由于上述提到的项目都比较大，又涉及传统的甚至经典的应用，欲改变目前现状难度很大。欣喜的是汽车尾气净化催化剂正朝着金属载体方向发展。金属丝网过滤器亦在柴油机车上得到应用，电厂烟气脱硝催化剂亦采用钻孔不锈钢板作为载体(有的称骨架)，燃料电池铂催化剂载体也从石墨或碳黑向C60 发展，这些趋势都与ECDAT 相吻合。笔者深信，尽管阻力很大，但事物的发展迟早会按照内在的自然规律进行，粉末冶金多孔金属材料必将成为贵金属净化催化剂的主要载体材料，提高活性、节材、节能又可提高产量。

1. 金属基材，也就是该金属多孔泡沫材料是由哪种金属材料制作而成，目前我司主要研发及生产的材料有泡沫镍、铜、铁、铁镍合金、铜镍合金、及各种该材料的表面热处理比如渗铬等。

2. PPI, 中文为每英寸孔数，该参数是泡沫海绵材料的特殊参数，表达每英寸长度距离直线经过的海绵胞体数量，直观的鉴别就是PPI数值越大，能肉眼看到的材料表面的孔越小，我们现在主要提供10PPI 到 140PPI之间的材料，受海绵基材的限制，PPI参数以10递增，比如我们提供10，20，30，40等PPI参数的材料，但是不提供PPI为23，38之类的材料

3. 厚度，目前提供材料均为片状材料，厚度范围为0.7mm-25mm

4. 面积，目前提供的普通单片材料面积最大为500X500mm,(量产连续化带状材料除外，其他的参数需有稳定订单，我司设计新的设备)

5. 密度，密度又分为体密度和面密度，体密度为固定体积内的材料重量，比如1000g/立方米，面密度为在规定厚度下，固定面积产品的重量，比如10mm厚度条件下，1600g/平方米； 密度决定了材料的强度

如果需要购买泡沫金属产品，首先必须确定以上的五个参数，如果对其中的一些参数无法确定，请联系力元新材泡沫金属研究所应用技术部门，根据其使用环境和目的共同确认最后参数。

         严格意义上讲，世界上所有材料按密度可分为两大类致密材料和多孔材料。多孔材料是指带有孔的固体，更确切地说是由孔和孔结构骨架组成的复合体。多孔材料普遍存在于大自然中，例如木材、骨骼、珊瑚和海绵等等。这些天然多孔材料是一种重要的结构材料，均可长期承受较大的静态载荷和周期载荷。例如木材用于建筑、家具，是世界上使用最普遍的结构材料动物的骨骼起到支撑躯体的作用等。不仅如此，天然多孔结构材料的孔形状、结构和排列等方面变化多样，而且能够实现优良的功能特性。最明显的例子就是具有夹芯板结构的头盖骨，其由两层紧密的骨质中间加合一层海绵状网眼骨质的轻质芯组成某些类型的树叶结构具有大孔和小孔合理搭配而实现结构功能的一体化．墨鱼骨是一种精巧的多层夹层镶板组织。然而，人工制造的工程材料(结构材料) 绝大部分是所谓的致密材料， 这些材料在制备过程中不可避免的在其内部出现孔洞、孔隙等缺陷，人们认为完全致密的结构材料才能发挥更好的承载作用， 因此， 大量的科学家和工程研究都试图消除这些孔洞、孔隙等缺陷。长期以来， 人们已经忽视了多孔材料天生就是一种优良的结构材料， 虽然一直在大量使用大自然提供的结构材料一一木材。人类真正认识和制备多孔材料是从上世纪四十年代开始。随着工业、科技的发展及社会进步， 人们设计并制造出了各种各样多孔材料， 以获得具备特定用途的材料。

 人类制备多孔材料更多的目的是出于其应用价值，如泡沫塑料材料作为船体漂浮体、包装材料、隔音材料、保暖材料等；多孔陶瓷作为过滤材料、生物材料、环境材料等金属多孔材料作为过滤与分离材料、吸能材料、阻尼材料、催化反应材料等。多孔材料从范围较大的方面分为天然多孔材料和人造多孔材料。后者包括金属多孔材料、陶瓷(玻璃)多孔材料、有机物多孔材料。

         金属多孔材料属于人造多孔材料。近1O年来，多孔材料特别是金属多孔(泡沫)材料发展迅速。以泡沫铝为典型的金属泡沫材料的制备、性能和应用研究非常活跃，已经发表了大量文献和学术专著。这一点从国际性学术会议的举办上也可以看出。1999年首届多孔金属与金属泡沫技术国际会议(METFOAM)在德国柏林召开，到现今已经举办了5届，参加的国家、团体和人数逐年增加， 新的研究课题不断涌现，新材料、新工艺、新理论层出不穷。2000年首届国际超轻多孔材料与结构研讨会在剑桥大学召开；2004年在两安召开国内首届超轻多孔金属研讨会。还有，2008年国家批准在西安筹建企业国家重点实验室——金属多孔材料国家重点实验室，这是国内唯一的有关多孔材料方面的国家重点实验室。由此看来，金属多孔材料研究已经进入快速发展阶段，但是距离如天然多孔材料那样实现结构功能一体化还差得太远， 正所谓任重道远。

金属多孔材料研究的广泛性、称谓的多样性

 属于金属材质的多孔材料称为金属多孔材料，这是一个较为广义的概念。金属多孔材料应用非常广泛，涉及化工、车辆交通、机械、食品、医药、能源、环保、过滤与分离等领域，其制备工艺同粉末冶金、凝固、铸造和机械加工有关，与此同时，涉及的学科有材料学、机械设计、生物学、力学、热学、电磁学等。因此，来自不同学科、专业和研究领域的科研人员对金属多孔材料做了大量工作，包括材料设计、制备、性能和应用等等方面的研究。研究的对象就是“孔”，孔的设计，孔的状态，孔的获得，孔的表征，外界热场、磁场、力场、电场、声场作用下孔的行为，外界气态、固态、液体物质作用下孔的变化等等。不同领域和专业的科研人员对于其所研究的金属多孔材料的称谓呈现多样性。例如，从事机械铸造和金属凝固领域的研究者一般称“泡沫金属”、“金属泡沫”、“金属海绵”等较多；从事粉末冶金和金属纤维冶金方面的研究人员一般称为“烧结金属多孔材料”、“粉末冶金多孔材料”、“多孔金属”、“金属过滤材料”；从事机械加工和材料力学领域研究的科研T作者称“桁架结构”、“轻质点阵材料”、“泡沫夹芯结构”、“格栅材料”等等。这些称谓从一定程度上反映了金属材质多孔材料制备工艺的多样性，也反映了孔结构的复杂性。

金属多孔材料分类的灵活性

 金属多孔材料属多孔材料大家庭中的重要一员，由于其制备方法各种各样，孔隙的形状、大小及排列方式千姿百态，涉及的材料种类繁多，因而可从不同的角度对金属多孔材料进行分类。根据孔隙的形状、结构不同可分为蜂窝状、泡沫状、格栅状、藕状、球形孔、不规则孔等根据孔隙的大小可以分成大孔材料(或宏观孔材料)、微孔材料、介孔材料和纳米孔径多孔材料等；根据孔隙度(孔率)的大小可以分成中低孔隙度材料和高孔隙度材料根据孔隙的连通状况可以分为开孔和闭孔多孔材料根据孔胞体的排列是否有序可以分为有序孔结构和无序孔结构多孔材料根据用途不同可分为功能性和结构性等。

 上述分类方法也是所有多孔材料的共性。对于金属多孔材料，大部分的文献均从制备方法和工艺方面进行分类，主要有熔体发泡的泡沫金属、粉末致密化发泡的泡沫金属夹芯结构、烧结金属多孔材料、电沉积泡沫金属、气相沉积多孔金属、机械加工(包括焊接)的点阵格子材料(点阵材料)、金属橡胶等。各种类别的金属多孔材料还可以再分，还有相互交叉的情况。例如，烧结金属多孔材料包括烧结金属粉末、烧结金属纤维和烧结金属复合丝网多孔材料等，这些材料均是无序的开孔结构，都属于功能性多孔材料泡沫金属有开孔和闭孔两种，有GASAR法制备的藕状有序孔结构，有电沉积法制备的高孔隙度通孔结构。由此可见，金属多孔材料的孔结构特征和制备工艺相互关联，并且在一定程度上确定了其功能特性和应用领域。

回归本性是金属多孔材料研究的新起点

         金属多孔材料既具有金属的固有特性，如导电、导热、可塑性、可焊性等， 又由于孔径与孔径分布、孔隙度可任意控制而具有一系列功能特性， 如高渗透性、高比表面积、能量吸收、毛细现象、阻火与隔热等， 存工业上广泛用于过滤与分离、流体分布、消音、抗震、表面燃烧、阻火、热交换、热管、催化剂载体、离化、自润滑、发汗及生物植入体等。金属多孔材料的 用领域主要取决于以下几个方面的冈素：①孔结构形貌。包括通孔或者闭孔； 孔的立体形状、大小、分布； 孔隙曲折因子、内表面面积等。② 孔结构骨架性能。包括骨架材料物理、化学性能；骨架空间排列方式； 骨架的几何尺寸等。③ 经济因素。即生产成本以及大量生产的可行性。由于金属多孔材料在上述三个冈素方面有多种变化， 因此，金属多孔材料是一种多功能化的材料。传统上将能量吸收材料、阻尼减振材料、降噪(隔声、吸声、消声)材料、隔热材料、散热材料、电磁屏蔽材料视为不同的功能材料，但这一类别材料性能的物理本质为各种物理场在多孔介质中的衰减行为，因而各种功能材料又是互相渗透的。例如， 当用作能量吸收材料时， 通常在进入塑性范围形变时吸收能量， 但当在弹性范围内应力波在多孔介质界面传递过程的衰减又成为阻尼减振材料。对于通孔的金属多孔材料， 在强迫对流条件下表现出散热性能， 反之它就是一种隔热材料， 当用作消声材料时又具有能量吸收性能。因而作为各种功能材料使用时， 各种功能是互相渗透而兼容的。

         然而， 人们总是将结构材料与功能材料形而上学地视为二类互不相容的材料。其实， 超轻型的多孔金属实际上是在结构材料中引入了各种受控的孔，并调节其基体金属，实现了结构材料轻质化、多功能化。金属多孔材料当用作结构材料时又具有功能性，而用作不同功能材料时又具有结构性，从而反映了结构材料与功能材料互相渗透的趋势。因此，金属多孔材料是一种兼有功能和结构双重属性的新型功能材料。当将结构材料与功能材料之间及各种功能材料之间的关系透过哲学的多棱镜， 我们又可以发现二者之间没有明确的分界线。这展示了结构材料与功能材料之间、各种功能材料之间不可逾越的分界线正在日渐消失的哲学原理。著名物理学家冯端与朱光亚教授分别预言了新材料发展的趋势：“近年来，表面与界面起突出作用的新型材料受到广泛重视，在各种外界条件下，常常可以发现多种多样的物理现象和效应，揭示出新的规律， 形成新的概念，而在应用上又很有潜力， 具有广泛的发展前景”。“材料发展中的一种新趋势是结构材料和功能材料互相渗透，即结构材料多功能化和功能材料结构化。这正是材料发展中的综合集成”。

        金属多孔材料研究的广泛性、称谓的多样性以及分类方法的灵活性，均反映了近年来人们多金属多孔材料的重视程度，而金属多孔材料朝着多功能化、结构功能一体化的趋势发展，至少说明材料研究者已经认识到致密材料并非是世界上最好的结构材料，与其将更多的精力花费在消除传统结构材料中的孔缺陷，还不如研究具有结构功能一体化的多孔材料，其实，多孔材料天生就是优良的结构材料，当然， 人造的金属多孔材料将是优良的结构功能一体化材料， 研究它是多孔材料自然本性的一种回归。

 其测量上限可以远高于气体吸附法，但测量下限亦大于气体吸附法；压汞法利用孔道的毛细作用来测定多孔体的开孔比表面积，需要假定孔隙是孔道截面均匀的理想圆柱形。在一些场合，方法、设备和材料取样等方面的限制给测量带来不便，有时则根本不可能进行．因此，根据孔率和孔径等易知易测或可测指标来计算比表面积，是一项具有重要实际意义的工作．本文首次提出一个通过孔率和孔径这两个指标来估算泡沫金属比表面积的方法．

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Calculation method for the specific surface area of porous metals

丝网除沫器是一种气液分离装置。气体通过除沫器的丝网垫，可除去夹带的雾沫。

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HG21618-1998

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