金属泡沫材料的性能

较详细地介绍了新兴材料——金属泡沫材料的性能，期望能对我国研究、开发、应用金属泡沫材料工作起到推动作用。     

填充金属泡沫铜对相变材料在半圆柱容腔中传热机理的研究

为研究不同金属泡沫铜填充率下金属泡沫铜对石蜡融化过程的传热规律，设计并搭建了一套可视化蓄能实验装置，并建立了对应的数学传热模型，分析了不同填充率下复合相变材料在融化过程中温度分布、固液相界面、速度矢量、液相分数和平均Nu的变化，得到了不同填充率下金属泡沫铜对石蜡相变过程的强化传热机理，并进行了实验验证。结果表明：当金属泡沫铜的填充率从0增大至1.28%时，复合相变蓄热材料的融化时间从901 s缩短至830 s,较纯石蜡减少了7.88%,而当泡沫铜填充率为1.28%时，石蜡内部温度为12.6 K,梯度最小；平均Nu从24.89下降到3.27,下降了86.9%。由模拟结果可得，填充率为0.43%、1.28%的复合相变材料液化速率较纯石蜡分别提高了1.61%、7.11%,这说明金属泡沫铜的填充率越大，强化传热效果越好。     

泡沫铝吸声系数的量纲分析

量纲分析是定性与半定量分析物理问题的重要方法之一，通过对影响泡沫铝吸声性能的结构参数的分析，利用瑞利分析法对泡沫金属的吸音性能进行了研究，尝试提供一种测量和计算相结合的新方法来预测泡沫金属的吸声性能．     

多孔泡沫铝性能研究现状及应用前景展望

多孔泡沫金属是一种内部含义许多空隙的新型材料。由于其具有非泡沫金属所没有的优异特性，因而在一般工业领域特别是高技术领域受到越来越广泛的重视，也引起了国内外浓厚的研究兴趣。多孔泡沫铝是目前研究最为成熟的一种泡沫金属材料，本文对国内外泡沫铝性能研究现状及其应用予以综合概述，并对泡沫铝应用前景进行展望，以期推动泡沫铝的进一步研究和应用。     

金属泡沫/石蜡复合相变材料融化传热特性的可视化实验研究

为了探究不同厚度的金属泡沫铜对石蜡融化过程的影响,设计搭建了可视化相变蓄热实验台,制备了不同厚度的金属泡沫铜复合相变材料,通过实验对比研究了纯相变材料和添加不同厚度金属泡沫铜的复合相变材料的融化界面变化和内部温度分布,分析了不同厚度的金属泡沫铜对换热强度的影响。实验结果表明：在纯相变材料融化过程中自然对流起主导作用,5 mm厚的金属泡沫铜促进了上部的石蜡自然对流,10、15、20 mm的金属泡沫铜抑制了石蜡的自然对流;金属泡沫铜的厚度越高,导热强度越大;对流作用强度和导热作用强度二者呈现出负相关的关系;当金属泡沫铜厚度为14 mm时,导热换热强度和对流换热强度相当。     

金属泡沫材料的生产方法和研究现状

介绍新兴材料——金属泡沫材料的主要生产方法及国内外研究现状，并展望了将来的研究方向。期望有助于我国金属泡沫材料研究工作的开展。     

多孔泡沬金属及其磁导率的研究

研究了多孔泡沫金属的磁导率,建立了电沉积金属磁导率的计算模型.利用石蜡熔融的方法,得到了电沉积所得的多孔泡沫金属的孔隙率;利用振动样品磁强计对结构参数相同、磁导率不同的三种多孔泡沫金属进行了测试,得到了多孔泡沫金属及电沉积金属的相对磁导率,根据等效磁阻的原理,对电沉积金属相对磁导率进行了仿真计算,计算结果与实验相近;结果表明,建立的模型可以用来计算电沉积金属的相对磁导率;多孔泡沫金属的磁导率随着电沉积金属磁导率的增加而增加,随着孔隙率的增加而减小,为研究多孔泡沫金属的磁性能提供了理论和实验依据.     

金属泡沫/石蜡复合相变材料融化传热特性的可视化实验研究

为了探究不同厚度的金属泡沫铜对石蜡融化过程的影响,设计搭建了可视化相变蓄热实验台,制备了不同厚度的金属泡沫铜复合相变材料,通过实验对比研究了纯相变材料和添加不同厚度金属泡沫铜的复合相变材料的融化界面变化和内部温度分布,分析了不同厚度的金属泡沫铜对换热强度的影响。实验结果表明：在纯相变材料融化过程中自然对流起主导作用,5 mm厚的金属泡沫铜促进了上部的石蜡自然对流,10、15、20 mm的金属泡沫铜抑制了石蜡的自然对流;金属泡沫铜的厚度越高,导热强度越大;对流作用强度和导热作用强度二者呈现出负相关的关系;当金属泡沫铜厚度为14 mm时,导热换热强度和对流换热强度相当。     

金属泡沫铜/石蜡复合相变材料融化传热特性的实验研究

为了探究不同厚度的金属泡沫铜对石蜡融化过程的影响,设计搭建了可视化相变蓄热实验台,制备了不同厚度的金属泡沫铜复合相变材料,通过实验对比研究了纯相变材料和添加不同厚度金属泡沫铜的复合相变材料的融化界面变化和内部温度分布,分析了不同厚度的金属泡沫铜对换热强度的影响。实验结果表明:在纯相变材料融化过程中自然对流起主导作用,5mm厚的金属泡沫铜促进了上部的石蜡自然对流,10、15、20mm的金属泡沫铜抑制了石蜡的自然对流;金属泡沫铜的厚度越大,导热换热强度越大;对流换热强度和导热换热强度二者呈现出负相关的关系;当金属泡沫铜厚度为14mm时,导热换热强度和对流换热强度相当。     

多孔泡沫金属内气泡动力学行为的格子波尔兹曼方法模拟

为了研究多孔泡沫金属骨架对气泡上升运动的影响,基于多孔泡沫金属的骨架结构,建立了多孔泡沫金属内气泡动力学行为的物理模型,并利用格子Boltzmann方法(LBM)模拟孔隙尺度下气-液两相流动.考虑多孔泡沫金属内流体间以及流固间的相互作用力,采用多组分单松弛的Shan-Chen模型,模拟气泡在泡沫金属孔隙结构内的运动形态.对含有泡沫金属以及不含泡沫金属的计算区域内气液两相流的密度场进行了比较.实验结果表明:泡沫金属骨架的存在改变了两相流流场,同时使气泡上升过程中边界受到挤压,从而改变气泡的上升速度;随着重力场的增大,流体区域内有序排列的泡沫金属结构可以加快气泡上升速度.     

超临界CO_2制备微孔聚丙烯及其力学性能研究

采用超临界CO2快速升温法制备出聚丙烯发泡材料,并对样品进行力学性能测试,结果表明,聚丙烯经过超临界CO2发泡,同纯PP相比,其拉伸强度降为0.86、断裂伸长率降为0.08、弯曲强度降为0.89,冲击强度却有显著提高,为纯PP的2.41倍.     

基于3D Voronoi模型形状不规则度组合梯度泡沫金属的动态冲击力学性能研究

泡沫金属的力学性能与其细观结构参数密切相关.四个形状不规则度参数梯度组合的3 D Voronoi结构模型被用于开展动态冲击数值仿真实验,探究不同冲击速度下形状不规则度梯度组合类型对泡沫金属的变形特性、荷载-位移和能量吸收特性的影响.结果表明,冲击速率仅在临界速度范围内时对形状不规则度梯度组合模型的力学性能有明显影响,沿...     

用负压渗流法制备通孔泡沫金属

用负压渗流法和自行研制的填料粒子制备了泡沫金属，通过正交实验研究了影响液态渗流的工艺参数，从传热学和流体力学结合的观点讨论了影响机理。     

不同侧限及荷载比例工况下泡沫金属冲击性能研究

泡沫金属在实际工程中往往承受复杂多轴加载工况,且受到突发性爆破等极端动荷载的影响,处于多轴动态复杂应力状态。目前,受实验条件限制,泡沫金属难以实现任意比例的真三轴动态实验。本文采用数值模拟方法,采用霍普金森杆和解析刚体,分别施加冲击荷载和侧限荷载,实现了泡沫金属真三轴动态实验,且实验过程中满足应力均匀性条件,同时,探究了不同侧限条件和侧向预压力比例对泡沫金属多轴冲击性能的影响。结果表明:沿着冲击方向施加2 MPa的预压力对应力幅值为200 MPa的梯形应力波双向冲击的泡沫金属冲击性能无明显影响;侧限约束的增强能提高泡沫金属抗冲击承载能力;当冲击变形模式主导胞孔结构变形时,泡沫金属三向预压力比例对其抗冲击能力无明显影响。     

应变率与相对密度对聚氨酯泡沫压缩力学行为的影响

采用三种加载设备(万能材料实验机、冲击落锤和霍普金森压杆)对三种相对密度的聚氨酯泡沫进行了广泛应变率条件下(10-3~103s-1)的单轴压缩实验。实验结果表明:相对密度是影响聚氨酯泡沫等效力学行为(弹性模量、初始屈服强度、塑性坍塌强度)的主导因素;且聚氨酯泡沫的力学行为具有明显的应变率效应。同时,基于实验结果分析了应变率效应产生的原因。此外,结合实验结果和一个考虑了相对密度和应变率对塑性坍塌强度复合效应的理论模型,量化了上述两个重要参数对塑性坍塌强度的影响。     

Preparation and performances of bulk porous Al foams impregnated with phase-change-materials for thermal storage

Shape-stabilized phase change materials (PCMs) exhibit desirable thermal storage properties and are used for energy conservation systems. This study is focused on the preparation and thermal-/dynamic-mechanical properties of the bulk porous Al foams impregnated with organic PCMs such as paraffins and stearic acid. The results indicated that the new shape-stabilized PCMs composites could be produced by a simple and eco-friendly constant-pressure impregnation method. The filling fraction of PCMs was approximately more than 80% for the impregnated samples with vacuuming or without vacuuming. The shape-stabilized PCMs/Al-foam composites exhibited considerable latent thermal storage potential for good interface, desirable phase-change temperature range and latent heat values (72.9 kJ/kg for the paraffin/Al-foam composite and 66.7 kJ/kg for the stearic acid/Al-foam composite). Moreover, the impregnation of PCMs improved the dynamic-compression yield strength, durability and resistance to oxidation of Al foams and made its ideal energy-saving materials.     

硅橡胶填充多孔金属材料静态压缩力学行为研究

对两种有硅橡胶填充的多孔金属材料进行了单向压缩实验 ,一种是三维开孔泡沫铝 ,另一种是二维圆孔铝合金蜂窝 .实验结果表明 ,硅橡胶填充以后 ,泡沫铝的应力应变曲线表现为弹性变形和塑性平台两个阶段 ,密实阶段不明显 ,且屈服应力和屈服平台长度相对无填充材料有明显增加 ;圆孔铝合金蜂窝的刚度和屈服应力也显著增加 ,屈服平台明显增长 ,显示出在单向压缩情况下更好的吸能性能 .通过分析圆孔铝合金蜂窝的变形过程 ,发现由于填充的橡胶的体积不可压缩性 ,导致变形过程中孔壁被拉伸 ,改变了多孔材料的传统变形模式 ,从而改善了材料的性能     

Effects of sphere size on the microstructure and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere syntactic foams

The effects of sphere size on the microstructural and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere (DI–SHS) syntactic foams were investigated in this study. The SHSs were manufactured by fluidized-bed coating via the Fe-based commercial powder–binder suspension onto expanded polystyrene spheres (EPSs). Afterwards, the DI–SHS syntactic foams were produced via a sand-mold casting process. The microstructures of specimens were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and energy- dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The microscopic evaluations of specimens reveal distinct regions composed of the DI matrix, SHS shells, and compatible interface. As a result, the microstructures and graphite morphologies of the DI matrix depend on sphere size. When the sphere size decreases, the area fractions of cementite and graphite phases are observed to increase and decrease, respectively. Compression tests were subsequently conducted at ambient temperature on the DI–SHS syntactic foams. The results reveal that the compression behavior of the syntactic foams is enhanced with increasing sphere size. Furthermore, the compressed specimens demonstrate that microcracks start and grow from the interface region.     

Mo2BC力学和电子性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软贋势方法,对正交结构Mo2BC的力学和电子性质进行了系统的研究.计算结果表明,正交结构的Mo2BC在零压下是稳定的,优化得到的平衡结构参数与实验值符合得很好.Mo2BC的块体模量为308 GPa、剪切模量为187 GPa、弹性模量为471 GPa、泊松比为0.245,德拜温度是80 K.电子结构的分析表明,Mo2BC的化学键是共价键和离子键混合,表现出一定的金属性.     

Effects of copper content on the shell characteristics of hollow steel spheres manufactured using an advanced powder metallurgy technique

Metallic hollow spheres are used as base materials in the manufacture of hollow sphere structures and metallic foams. In this study, steel hollow spheres were successfully manufactured using an advanced powder metallurgy technique. The spheres’ shells were characterized by optical microscopy in conjunction with microstructural image analysis software, scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray diffraction (XRD). The microscopic evaluations revealed that the shells consist of sintered iron powder, sintered copper powder, sodium silicate, and porosity regions. In addition, the effects of copper content on various parameters such as shell defects, microcracks, thickness, and porosities were investigated. The results indicated that increasing the copper content results in decreases in the surface fraction of shell porosities and the number of microcracks and an increase in shell thickness.