開孔泡沫金屬的功能化應用基礎研究.pdf

1、以輕質(zhì)結構材料的功能化應用需求為背景，結合現(xiàn)代交通、通訊、能源、電力的技術特點，充分運用生物千萬年演化所形成的優(yōu)質(zhì)結構和材料組合，以生物結構與材料宏微觀幾何結構與材料拓撲規(guī)律為模板，研究以電沉積為特征的輕質(zhì)開孔泡沫金屬制造技術。建立以多孔泡沫金屬制備為代表的仿生制造體系，優(yōu)化了不同孔密度和孔隙率的泡沫金屬相關制備技術和經(jīng)濟環(huán)保的工藝，實現(xiàn)了可依據(jù)泡沫金屬使用領域的反饋式設計制備體系，為泡沫金屬的功能化應用提供了良好的材料設計和制備基礎。

2、同時，結合泡沫金屬輕質(zhì)多孔、比表面積大、孔隙率高且具有母體金屬的理化特性，開展了泡沫金屬的功能化應用基礎研究，以加快泡沫金屬的功能化產(chǎn)品發(fā)展進程。其功能化應用包括：泡沫金屬增強的減磨耐磨材料設計、泡沫金屬表面潤濕性應用研究、泡沫鉛電池板柵材料的電化學性能研究、泡沫金屬及其與碳系納米材料復合的電磁屏蔽性能研究、泡沫金屬在氣體/流體中的熱學特性研究五個方面?？疾炝伺菽饘僭诿糠N功能化應用中的最佳結構參數(shù)，例如泡沫金屬的孔密度、孔隙率等參數(shù)，

3、其中取得的相關結論簡介如下：
　　（1）泡沫金屬增強的減磨耐磨材料設計方面，向泡沫金屬骨架中填充多種潤滑材料制備了一系列泡沫金屬增強的減磨耐磨材料，有效提高了基體聚合物的耐磨性能；
　?。?）泡沫金屬表面潤濕性應用研究方面，通過對泡沫金屬骨架表面潤濕性能的改性，研制了仿水黽的超疏水泡沫金屬浮體材料、油水分離材料，以及作為霧氣收集器時潤濕性與離心輔助收集效率的關系；
　?。?）泡沫鉛電池板柵材料的電化學性能研究方面，在泡

4、沫銅基底上電沉積一層致密的鉛層制備了泡沫鉛用作鉛酸蓄電池的集流體板柵，泡沫鉛具有比傳統(tǒng)鑄造鉛板柵更大的比表面積，可有效提高鉛酸電池活性物質(zhì)利用率和比能量；
　?。?）泡沫金屬及其與碳系納米材料復合的電磁屏蔽性能研究方面，測試了泡沫銅、泡沫鎳、泡沫銅鎳合金以及與碳納米管、石墨烯復合后在X波段的電磁屏蔽屏蔽性能，泡沫金屬三維連通的結構使得電磁波入射到材料表面及內(nèi)部時產(chǎn)生多次反射和散射損耗，直至被吸收，輔以碳系納米層的吸收散熱效應，使得