1.1前言

多孔金屬具有多種優(yōu)良的性能，是一種新型的工程材料。多孔金屬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其自身含有較多孔隙，相比普通金屬，多孔金屬在受力時(shí)更容易變形，從而吸收更多能量。通常來說，金屬中出現(xiàn)氣泡會(huì)造成結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致金屬在受力的時(shí)候在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中，也會(huì)改變多孔金屬的物理、化學(xué)等性質(zhì)，從而影響其使用壽命和使用范圍。但是如果孔隙的數(shù)量多而分布廣，金屬材料則會(huì)在孔隙的影響下獲得了新的結(jié)構(gòu)性能，這些性能通常包括低密度、高比強(qiáng)度、良好減震效果、高吸能量、優(yōu)異隔音效果、高電磁屏蔽效率等。由于泡沫金屬具有上述多種優(yōu)良性質(zhì)，在汽車、輪船、人造衛(wèi)星、航天器、軍事裝備、道路隔音等方面廣泛應(yīng)用。低熔點(diǎn)多孔金屬的應(yīng)用較早，但是隨著學(xué)者對(duì)多孔金屬的研究不斷深入，高熔點(diǎn)多孔金屬如多孔鋼也逐漸制備成功。

泡沫鋁是最典型的多孔金屬材料。在1948年，Sosnikl通過在熔融的鋁液中加入汞從而使鋁液中產(chǎn)生氣泡制備成了泡沫鋁。在1951年，Eliottle使用發(fā)泡劑改良了泡沫鋁的制備技術(shù)。在1963年，Allen使用粉末冶金方法制備泡沫鋁，從此學(xué)者開始廣泛制備和研究泡沫鋁。從目前的發(fā)展情況來看，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)掌握了先進(jìn)的泡沫鋁生產(chǎn)工藝，國內(nèi)的泡沫鋁公司也逐漸擁有了成熟的泡沫鋁生產(chǎn)技術(shù)。雖然泡沫鋁的優(yōu)點(diǎn)眾多，但是其缺點(diǎn)也很明顯，其自身強(qiáng)度相對(duì)同體積鋁塊來說依然較低，很大程度上限制了泡沫鋁的使用范圍。為了改善泡沫鋁的性能，學(xué)者們使用高分子聚合物對(duì)泡沫鋁孔洞進(jìn)行填充，這是一種增強(qiáng)泡沫鋁強(qiáng)度的有效方法，這種方法可以將高分子聚合物的優(yōu)良性能與泡沫鋁結(jié)合起來，從而形成一種互穿相復(fù)合材料。這種新型的材料兼具高分子聚合物和泡沫鋁的共同優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也較好地克服了泡沫鋁強(qiáng)度較低，應(yīng)力集中明顯等缺點(diǎn)。

1.2泡沫鋁簡介

泡沫鋁按照自身孔洞是否連通可以分為開孔泡沫鋁(也稱通孔泡沫鋁)和閉孔泡沫鋁。它們的應(yīng)用各不相同，其中開孔泡沫鋁由于孔洞連通的特性使得其在吸聲、電磁屏蔽方面較閉孔泡沫鋁差，但是可以通過填充高分子聚合物實(shí)現(xiàn)性能的提升。而閉孔泡沫鋁的孔洞閉合使得其在制備工藝上的要求更少，其應(yīng)用場景更加廣泛。