开孔泡沫铝制备及其性能研究（五）

泡沫金属的性能特征

力学性能和吸能性能

泡沫金属作为一种新型的结构功能材料，其最主要的用途之一是作为冲击防护材料的填充材料，其防护性能在于其能在较低应力水平下吸收冲击能的特性，而这又与泡沫金属压缩过程中独特的响应特征密切相关。泡沫金属的应力-应变曲线在单轴压缩的情况下，表现出三个特征段，即塑性坍塌段、屈服平台段和致密化段。其中屈服平台段的起始应力为泡沫材料的屈服强度，由于其强度远小于致密化基体材料的屈服强度，以及泡沫材料独特的结构特征，使得泡沫金属在受到外界冲击载荷作用时容易产生变形、坍塌或者破裂，在较大的变形范围内维持较低的应力水平，从而压缩变形过程中所施加的大量的功转化为泡沫结构的变形、坍塌、破裂等过程所消耗的各种能量，以致起到吸收外界冲击能的作用。

吸声性能

泡沫金属具备优良吸声性能，其吸声机制为当声波入射到泡沫铝表面时，会进入连通孔洞内而引起孔隙内介质的振动，由于摩擦以及粘滞阻力的作用，使得部分声能转化为热能消耗掉。此外，孔道中的介质在声波作用下会引起压缩伸张形变，由于泡沫金属骨架优良的导热性能，可以使在变形过程中介质所产生的温度变化通过基体的热传导，而使得这部分热量消耗掉。一些研究表明泡沫金属的吸声性能与泡沫金属的孔径、孔隙率、试样厚度和入射波的频率有关。

导电性能

泡沫金属是由金属孔棱和大量孔穴组成的，金属孔棱具备导电能力，而孔穴中由于充满了不导电的气体而使得整个泡沫金属的导电性能较基体金属的导电性能有所下降。尽管如此，泡沫金属的导电性仍然可以提供良好的电场、低的接触电压和吸收电磁波的能力。除此之外，泡沫金属还具备高电阻率和介电性能，其电阻率能够满足泡沫体封装、隔离绝缘涂层和镶嵌镶板等电元件对于高电阻率的要求，而其优良的介电性能则使得其在需要传播微波的结构中，能够保障有低的介电损耗，被应用于雷达导向系统的保护罩中。王强等对孔隙率及孔径对开孔泡沫铝导电性的影响做出了研究，结果表明随着相对密度的增大或是孔隙率的下降，泡沫金属电导率呈指数关系上升；当孔隙率基本相同的情况下，孔径变化对导电性能影响不大。J.Kovavik和F.Simancik等对用粉末冶金法制备较低密度的闭孔泡沫铝导电性进行了研究和分析，建立起其导电性能与相对密度之间的关系，研究结果表明闭孔泡沫铝的导电性与其相对密度之间的变化规律符合 Monte Carlo网络模型的指数关系。

其他性能

泡沫金属还具有电磁屏蔽性能、导热性能、耐高温、耐火阻燃以及渗透性等一系列优良性能，被广泛作为结构材料和功能材料应用于工业的各个领域，使得泡沫金属受到越来越多的关注。