泡沫铝材料的结构特征及面对的问题

泡沫铝材料是目前最具应用潜力的泡沫金属，被誉为“金属明星”。泡沫铝是由铝金属基体材料和孔道组成，泡沫铝的结构参数主要包括孔径、孔隙率或相对密度、孔圆形度、比表面积等。根据孔结构之间的连通关系可被分为开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝，如下图所示，开孔泡沫铝孔与孔相互连通，而闭孔泡沫铝孔与孔相互独立，彼此分隔，因此，泡沫铝可以看作是铝基体和孔隙两相的复合材料。由于泡沫铝的结构参数直接决定了泡沫铝的性能，因此，在实际应用中，应根据不同用途选用合适参数的泡沫铝材料。与传统金属材料相比，泡沫铝具有孔径大（孔径 D＝0.2 mm～8 mm）、孔隙率高（孔隙率在 63％～90％）、密度小等特点。

至今，人们对泡沫铝材料的研究已有半个世纪，比较成熟的制备工艺多达数十种，近几十年，泡沫铝的研发和制备在有了很大进步，泡沫铝作为功能材料与结构材料有了较为广泛的应用，但是仍然存在很多问题，比如，泡沫铝相对较低的比强度和比刚度严重制约了其在工程材料方面的应用；目前对泡沫铝的大部分理论研究还主要集中在常温条件，作为热防护材料的泡沫铝在高温下的性质研究仍有待于进一步深入；不仅如此，至今也缺乏相应参数对泡沫铝孔结构均匀性进行定量描述，也没找到泡沫铝孔结构和性能的通用关系模型。为充分发挥泡沫铝的优异性能，发展和制备高性能的泡沫铝基复合材料是未来的发展方向，越来越多的科学家已投入到泡沫铝基复合材料的研发与应用，可以相信，泡沫铝材料的未来前景十分美好。