試論超輕多孔金屬材料的多功能性及應(yīng)用

摘 要：在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，機(jī)械的加工技術(shù)與材料制備。為了滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，引入了超輕多孔金屬來提高機(jī)械運(yùn)行多效率，為后續(xù)材料按期完成提供保障。本文主要對超輕多孔金屬材料的功能性及應(yīng)用展開討論與分析。

關(guān)鍵詞：超輕多孔金屬；材料多功能性；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.017

0 引言

超輕多孔金屬材料與傳統(tǒng)機(jī)械運(yùn)行中使用的材料相對比，其存在較大的區(qū)別，而超輕多孔金屬材料的微結(jié)構(gòu)能夠使多孔洞中的孔徑單位由毫米縮減到微米，其材料的屬性可以進(jìn)行人為的控制。所以，由于超輕多孔金屬材料可以根據(jù)不同的機(jī)械設(shè)備以及機(jī)械加工技術(shù)的要求，對其微結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，讓其多功能性可以充分地得到發(fā)揮。

1 超輕多孔能金屬材料的多功能特性

1.1 與同等體積的金屬材料相比，重量要較小

超輕多孔是一種為了響應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)時代發(fā)展而衍生出一種新穎的金屬材料，其不光體積上與傳統(tǒng)金屬材料差距較大，包括其重量與密度也是同樣與傳統(tǒng)金屬材料相比差異比較大。比如，將體積相同的無孔與孔洞較多的模具進(jìn)行密度測試，兩者磨具所采用的材料都是鋼，但在對其密度測試后的數(shù)據(jù)卻差距較大。無孔模具的總體重量要比孔洞較多的模具重3g/cm，而且其密度要小于有孔模具，小于數(shù)值單位為1。

1.2 抗振效果好

超輕多孔金屬材料制作步驟不僅復(fù)雜，且對制作的環(huán)境要求要極高，為了讓其金屬結(jié)構(gòu)中有固體的空氣流動，需要在其金屬內(nèi)部設(shè)計(jì)多個孔洞，而這些孔洞需要在低溫的情況下，才能凝固成一個個孔洞。在超輕多孔金屬材料中增加氣體，可以讓其所在的設(shè)備或環(huán)境不受外力因素的破壞，起到了一個緩沖的作用，提高了其抗震性能。超輕多孔金屬材料在收到外部壓力打擊的過程中，由于其孔洞的氣體封閉性，讓其外部傳遞的振能能量的摩擦性減小，從而保障了材料的穩(wěn)固性。

1.3 面積大、隔熱、高能熱

形成超輕多功能件金屬材料外表面積比傳統(tǒng)金屬材料較大的主要原因是由于其自身內(nèi)部設(shè)有多個孔洞。在研究超輕多功能金屬材料的過程中，為了讓其散熱性能可以在原來材料的基礎(chǔ)上有進(jìn)一步的提升，故意擴(kuò)大其外表面積。大量的金屬材料研究證明，材料的外表面積大，不僅可以讓其散熱性與耐熱性、耐冷性能同時得到提高，而且為環(huán)保建設(shè)提供了有效的參考數(shù)據(jù)[1] 。比如，在社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的環(huán)境下，人們的生活水平雖然越來越高，但人們身處的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。為了解決環(huán)境污染問題，我國相關(guān)部門對城市建設(shè)提出了環(huán)保、綠色等意見，而超輕多功能金屬材料具有良好的減少氣體流動、降噪音以及吸聲功能，在汽車行駛的過程中，對其排放的尾氣進(jìn)行處理。

1.4 材料強(qiáng)度高

超輕多孔洞金屬材料多功能的表現(xiàn)形式較多，其不僅具有良好的韌性、抗壓性，還有機(jī)械性能較高的功能。 超輕多孔洞金屬材料中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是有大小相同的孔洞組成，為了讓每一個孔洞都可以發(fā)揮最大的作用，在對其進(jìn)行排列時一般采用組合的方式，并加入無聊用力的原理，從而達(dá)到超輕多孔洞的金屬材料強(qiáng)度提高的目的。比如，飛機(jī)制作的過程中，由于其飛空的環(huán)境較為特殊，為了提高其整體的抗震效果，會增加強(qiáng)度較高的蜂窩鋁層板殼，而超輕多功能金屬材料的強(qiáng)度要比蜂窩鋁層板殼高出許多。

2 超輕多功能金屬材料的應(yīng)用

2.1 交通運(yùn)輸與機(jī)械工具構(gòu)件

密度小、強(qiáng)度高以及重量輕等都是目前超輕多功能金屬材料多功能的表現(xiàn)特點(diǎn)。可以根據(jù)超輕多功能金屬材料的多功能特點(diǎn)，結(jié)合時代發(fā)展的實(shí)際情況，可以將其應(yīng)用到交通運(yùn)輸與機(jī)械設(shè)備的構(gòu)件過程中。超輕多功能金屬材料在兩者工具構(gòu)件中，可以作為鋼板材料[2] 。由于超輕多功能金屬材料的多功能特點(diǎn)，可以應(yīng)用的環(huán)境與制作設(shè)備非常的多，其應(yīng)用范圍的局限性與傳統(tǒng)金屬材料相比較小。除了剛剛提出超輕多功能金屬材料可以在交通運(yùn)輸與機(jī)械的工具構(gòu)件中作為鋼板材料應(yīng)用，還可以在不同體積汽車以及機(jī)械的蒙皮上作為使用的材料，對于減輕工具重量有極大的幫助。

2.2 制造能量吸收器

除了上述內(nèi)容中提到關(guān)于超輕多功能金屬材料的密度小、強(qiáng)度高以及重量輕多功能的三個表現(xiàn)特點(diǎn)，其還具有非常高的能量吸收性能。因此，可以將超輕多功能金屬材料中應(yīng)用于機(jī)械與車輛工程建設(shè)過程中，讓其能量吸收性能可以得到充分的發(fā)揮。在兩個工程中，同時都應(yīng)用了多孔金屬材料，可以減少它們在面對外部不看預(yù)期的偶發(fā)沖擊情況下的損壞，讓材量將外部的振動能量吸收，不僅可以讓沖擊得到有效的控制，還降低了人員傷亡事故的發(fā)生率。

2.3 噪音源的隔離材料

封閉性是超輕多功能金屬材料的特征之一，這也是其金屬內(nèi)部存在較多氣體的主要原因。超輕多功能金屬材料中的氣體在合理且科學(xué)化的運(yùn)用下，可以為其所在的工具中起到降低噪音與吸聲的作用。由于超輕多功能金屬材料具有良好的隔音效果，在交通工具構(gòu)件的過程中，常被作為隔音材料使用，為環(huán)保建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。除此之外，超輕多功能金屬材料還被應(yīng)用于酒店房間與天花板的建設(shè)中，讓其在一定的程度上可以達(dá)到降低噪音的目的。

2.4 骨骼材料

超輕多功能金屬材料中的一些構(gòu)造部分與生物材料相似，其特性與結(jié)構(gòu)上差異較小，這樣表明兩者相結(jié)合，不會出現(xiàn)互相排斥的情況。因此，在制作骨骼材料的過程中，可以根據(jù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)增加超輕多功能金屬材料。

3 結(jié)語

綜上所述，由于超輕多功能金屬材料的構(gòu)造獨(dú)特，與傳統(tǒng)材料的密度、重量、性能上都存在較大的差別，由于其自身的多功能性特點(diǎn)，應(yīng)用的范圍較為廣泛。在目前的城市建設(shè)中，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳釔宏.超輕多功能金屬材料的多能性的應(yīng)用[J].力學(xué)進(jìn)展，2016（01）.

[2]曾衛(wèi).基多孔金屬材料優(yōu)化設(shè)計(jì)及其傳播問題的分析[J].創(chuàng)新與應(yīng)用技術(shù)，2015（10）.

作者簡介：雷姍（1989-），湖南長沙人，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：高性能金屬制備。endprint