泡沫金屬

內(nèi)容概要

　　泡沫金屬是近些年來得到迅速發(fā)展的一種新型功能結(jié)構(gòu)工程 材料，其性能優(yōu)異，用途十分廣泛，涉及航空航天、電子與通訊、
原子能、電化學(xué)、石油化工、交通運(yùn)輸、冶金、機(jī)械、生物、醫(yī)學(xué)、 環(huán)保、建筑等諸多領(lǐng)域。劉培生、陳祥編寫的《泡沫金屬》介紹了該材料的
基本概念、制備方 法、用途范圍以及基本參量表征和檢測(cè)等內(nèi)容，全書共分5章： 第1章是對(duì)泡沫金屬的整體概述，第2章和第3章分別論述各類
泡沫金屬和泡沫金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)的不同制備工藝和方法，第4章介 紹和說明泡沫金屬的各種用途，第5章闡述泡沫金屬的基本參量 表征和檢測(cè)方法。
《泡沫金屬》可作為泡沫金屬領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員以及廣 大材料工作者的參考資料，同時(shí)也可用作高等院校材料、物理、
化工、生物、機(jī)械、建筑和醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的選閱讀物。

作者簡(jiǎn)介

　　劉培生，北京師范大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。曾任射線束技術(shù)與材料改性教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、北師大第一屆材料物理教研室主任，原任核物理研究所(現(xiàn)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院前身)副所長(zhǎng)。多年從事多孔材料和材料表面改性等方面的研究，作為第一作者或獨(dú)立發(fā)表SCI論文近60篇，EI收錄40余篇；作為第一完成人或獨(dú)立出版著作6部；作為第一發(fā)明人或獨(dú)立發(fā)明獲準(zhǔn)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)8項(xiàng)。參加包括國(guó)家重大攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目在內(nèi)的合作研究多項(xiàng)，主持承擔(dān)完成國(guó)家自然基金、北京市自然基金等科研項(xiàng)目6項(xiàng)。中國(guó)能源學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)材料研討會(huì)首屆多孔材料分會(huì)發(fā)起人，第二、三、四屆多孔材料分會(huì)主席。
陳祥，清華大學(xué)機(jī)械工程系副教授，先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室輕金屬成形制造分室副主任。中國(guó)金屬學(xué)會(huì)耐磨材料學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。主要從事耐磨鑄造合金以及泡沫金屬的制備和性能研究工作，發(fā)表SCI收錄論文30余篇，EI收錄論文50余篇，參編教材及學(xué)術(shù)著作兩部。主持及參加多項(xiàng)國(guó)家“十五”引導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目、科技部重大基礎(chǔ)研究前期研究項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合資助基金重點(diǎn)項(xiàng)目及與企業(yè)合作項(xiàng)目。2003年獲教育部提名國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

書籍目錄

第1章　緒論
1.1　引言
1.2　泡沫金屬獲取方式舉例
1.3　非晶態(tài)泡沫金屬
1.4　梯度結(jié)構(gòu)泡沫金屬
1.5　格子結(jié)構(gòu)多孔金屬
1.6　納米孔隙泡沫金屬
1.7　多孔金屬膜與泡沫金屬負(fù)載膜
1.8　泡沫金屬夾層結(jié)構(gòu)
1.9　泡沫金屬特種加工工藝
1.10　結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
第2章　泡沫金屬的制備方法
2.1　引言
2.2　基于液相的泡沫金屬制備方法
2.2.1　液態(tài)金屬直接發(fā)泡法
2.2.2　固-氣共晶凝固法
2.2.3　粉末冶金法
2.2.4　滲流鑄造法
2.2.5　燒結(jié)溶解法
2.2.6　熔模鑄造法
2.2.7　噴射沉積法
2.3　基于固相的泡沫金屬制備方法
2.3.1　金屬粉末燒結(jié)法
2.3.2　中空球燒結(jié)法
2.3.3　粉末成形法
2.3.4　漿料發(fā)泡法
2.4　離子法
2.5　氣相法
2.6　金屬泡沫材料的制備方法及物理特性比較
2.7　結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
第3章　泡沫金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法
3.1　引言
3.2　黏結(jié)劑法
3.3　焊接法
3.3.1　釬焊
3.3.2　激光焊
3.3.3　鎢極惰性氣體保護(hù)焊
3.3.4　攪拌摩擦焊
3.3.5　超聲波焊接
3.3.6　擴(kuò)散焊
3.4　粉末冶金法
3.4.1　直接壓制成形制備泡沫鋁夾芯板
3.4.2　粉末致密化發(fā)泡工藝
3.4.3　軋制復(fù)合-粉末冶金發(fā)泡工藝
3.5　熱噴涂法
3.6　熔體二次泡沫化工藝
3.7　鑄造法
3.7.1　泡沫型芯的制備
3.7.2　殼體鑄造工藝
3.8　吹氣發(fā)泡法
3.9　高溫成形
3.10　固態(tài)發(fā)泡法
3.11　結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
第4章　泡沫金屬的用途
4.1　引言
4.2　功能用途
4.2.1　過濾與分離
4.2.2　熱交換
4.2.3　多孔電極
4.2.4　催化反應(yīng)
4.2.5　吸能減震
4.2.6　消音降噪
4.2.7　其他應(yīng)用
4.2.8　難熔金屬制品舉例
4.3　結(jié)構(gòu)用途
4.3.1　汽車工業(yè)
4.3.2　建筑業(yè)
4.3.3　機(jī)械部件
4.3.4　夾層結(jié)構(gòu)
4.4　生物醫(yī)學(xué)用途
4.5　應(yīng)用與貿(mào)易
4.6　結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
第5章　泡沫金屬基本參量表征和檢測(cè)
5.1　引言
5.2　孔率的表征和檢測(cè)
5.2.1　基本數(shù)學(xué)關(guān)系
5.2.2　顯微分析法
5.2.3　質(zhì)量-體積直接計(jì)算法
5.2.4　浸泡介質(zhì)法
5.2.5　真空浸漬法
5.2.6　漂浮法
5.3　孔徑及其分布的表征和檢測(cè)
5.3.1　顯微分析法
5.3.2　氣泡法
5.3.3　透過法
5.3.4　氣體滲透法
5.3.5　液-液法
5.3.6　氣體吸附法
5.4　孔隙形貌的表征和檢測(cè)
5.4.1　顯微觀測(cè)法
5.4.2　X射線斷層掃描法
5.4.3　直流電位法檢測(cè)孔隙缺陷
5.4.4　其他方法
5.5　比表面積(比表面)的表征和檢測(cè)
5.5.1　氣體吸附法
5.5.2　流體透過法
5.6　孔隙因素的綜合檢測(cè)法：壓汞法
5.6.1　壓汞法的基本原理
5.6.2　孔徑及其分布的測(cè)定
5.6.3　比表面積的測(cè)定
5.6.4　表觀密度和孔率的測(cè)定
5.6.5　壓汞法的實(shí)驗(yàn)裝置
5.6.6　測(cè)試誤差分析和處理
5.6.7　適用范圍
5.6.8　幾種測(cè)定方法的比較
5.7　熱導(dǎo)率的表征和檢測(cè)
5.7.1　熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率的表征
5.7.2　熱導(dǎo)率的測(cè)量方法
5.7.3　泡沫金屬熱導(dǎo)率的測(cè)試
5.7.4　性能評(píng)析
5.8　吸聲系數(shù)的表征和檢測(cè)
5.8.1　吸聲性能的表征
5.8.2　吸聲系數(shù)的檢測(cè)
5.8.3　分析和討論
5.9　電阻率／電導(dǎo)率的表征和檢測(cè)
5.9.1　四電極法
5.9.2　雙電橋法
5.9.3　電位差計(jì)法
5.9.4　渦流法
5.10　結(jié)束語
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   大量文獻(xiàn)表明，泡沫金屬在低頻段的吸聲效果要差于其在高頻段的吸聲效果。如何進(jìn)一步提高泡沫金屬低頻段的吸聲效果，如何使泡沫金屬在整個(gè)頻段都具有優(yōu)異的吸聲效果，如何利用最少的材料以及最小的占用空間來達(dá)到最佳的吸聲效果，這些問題的研究對(duì)泡沫金屬的吸聲應(yīng)用有著十分重要的意義。 ③多孔體的孔率和孔徑。結(jié)構(gòu)的本征頻率與外界聲波或震動(dòng)頻率發(fā)生共振時(shí)，聲波或震動(dòng)會(huì)被衰減。結(jié)構(gòu)阻尼衰減的原因是內(nèi)摩擦導(dǎo)致的震動(dòng)使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能而產(chǎn)生大量的內(nèi)耗，多孔體隨著孔率提高、孔徑減小、比表面增多和應(yīng)變振幅增大而使內(nèi)耗增加，其中孔率是內(nèi)耗的主要影響因素。 孔率是多孔體中孔隙體積與多孔體表觀總體積之比值，泡沫金屬的吸聲系數(shù)一般隨孔率增大而提高”。這主要是因?yàn)榭茁瘦^大者孔隙的表面積一般也較多，此外孔率較大者孔隙的曲折度也可能越大，導(dǎo)致其內(nèi)部通道越復(fù)雜。所以，聲音進(jìn)入后發(fā)生漫反射和折射的機(jī)會(huì)增多，并且孔隙中的空氣隨之振動(dòng)而引起與孔壁的摩擦加劇，空氣黏滯阻力加大，于是有更多的聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被耗散。 對(duì)于孔率相同、孔隙形貌相同、厚度也相同的多孔材料，孔徑越小，高頻吸聲性能越高，低頻吸聲性能則變化不大?？紫遁^大時(shí)聲波進(jìn)入后不易發(fā)生二次或多次反復(fù)碰撞，因而能量損失較少；孔隙減小則聲波發(fā)生多次碰撞的可能性增大，每次反射、折射都要消耗一定能量，如此反復(fù)的結(jié)果可消耗更多的入射聲能。因此，高頻時(shí)的孔徑尺寸對(duì)吸聲性能影響較大。但孔徑太小則聲波不易進(jìn)入，吸聲性能也會(huì)下降。研究表明，孔徑尺寸在亞毫米量級(jí)最好。 研究發(fā)現(xiàn)，泡沫鋁的孔率可顯著地影響其吸聲性能，而且孔率高的吸聲性能明顯好于孔率低的泡沫鋁?？讖降拇笮t直接影響著泡沫金屬的吸聲系數(shù)，孔徑增大時(shí)空氣流阻變小，黏滯力和摩擦力的效率也相應(yīng)變小，相應(yīng)材料的吸聲系數(shù)降低；孔徑減小時(shí)空氣流阻相應(yīng)增加，所以泡沫金屬的吸聲系數(shù)也相應(yīng)增加，但孔徑過小則空氣流阻過大，空氣的流通變小就不利于聲波的傳播，黏滯力和摩擦力也相應(yīng)的變小，最終使得材料的吸聲變得很差?？梢姡菽饘俅嬖谝粋€(gè)最佳的孔徑使得吸聲系數(shù)最大。

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