金属多孔材料压缩行为探讨(2)
作者:佚名; 更新时间:2017-02-01

  多孔钢丝网在压缩行为的变化过程中,也具有一定程度的弹塑性。当多孔钢丝网的在0.3390时,其屈服强度为46.9帕,其弹性模量为1.42吉帕;当多孔钢丝网的增加为0.5627时,其屈服强度降低为14.8帕,其弹性模量降低为0.42吉帕。可见,孔隙度与多孔钢丝网屈服强度和弹性模量之间的变化趋势呈反比例相关关系,即屈服强度和弹性模量会随着材料空隙度的变大而降低。

  3 分析影响金属多孔材料压缩性能的主要因素

  从计算机模型的建立和实践数据分析可知,对金属多孔材料的压缩性能能够产生作用和影响的包括以下几种:材料的相对密度、单元胞尺寸、孔隙度、应变速率、烧结工艺、材料结构缺陷、温度、孔型貌、制备工艺、热处理工艺等等。受所制备的金属多孔材料材质、性能、本身结构等影响,同样的制约因素并不会对压缩性能产生相同的影响。金属多孔材料的压缩机制与致密金属的压缩机制差异性格外明显,尤其是材质不同、材料制备方法不同,金属多孔材料的性能也不同。

  对金属多孔材料压缩性能产生影响的一个非常关键的因素是热处理工艺。锻造铝合金AA606l经过热处理后,与热处理之前相比,其压缩性能和压缩强度能够提高将近80%;采用定向凝固法制备的藕状多孔纯铜的压缩性能存在明显各向异性,与采用其它方法制备的金属多孔材料进行对比,采用定向凝固法制备的金属多孔材料压缩屈服应力更为明显。

  纵观国内外材料学研究领域,研究时间最早、理论体系最成熟、研究成果最丰富的当属对泡沫铝静态压缩性能和动态压缩性能研究。尽管泡沫铝在压缩过程中呈现出优越性极强的压缩应力和能量吸收能力,但其屈服应力却不是很高。因此,相对较低的屈服应力成为制约泡沫铝在材料应用领域大展手脚的瓶颈所在。

  4 金属多孔材料压缩性能研究中存在的不足

  由于金属多孔材料所具备的渗透性强、过滤与分离性良好、密度低、能量吸收力强、高温抵抗力强、抗冲击能力强、吸声性能良好、比表面积大等优点,与材料的压缩性能密切相关,且金属多孔材料的身份已向功能材料与结构材料的结合体方向上转变。因此,研究金属多孔材料压缩性能成为研究材料力学性能的基础环节。然而,在研究金属多孔材料压缩过程中还存一些问题需要我们解决。泡沫铝在静态压缩过程中和在动态压缩过程中,压缩应力普遍不高,成为限制泡沫铝在工业领域大展手脚的限制因素,而目前大多数的金属多孔材料都是以泡沫铝为材料制成的,这无疑限制了金属多孔材料的广泛应用。在实际应用时,可采取热处理工艺提高其压缩强度和压缩性能。另外,还存在一个亟待研究、解决的问题就是目前国内外对金属多孔材料压缩性能的研究主要还停留在单轴压缩方面上,缺少对金属多孔材料多轴压缩性能的深入研究,需要我们进一步探索。

  5 结语

  金属材料的实际应用范围在日渐扩大,材料领域对金属材料的功能性要求也越来越高,对金属材料力学性能的研究也越来越广泛。金属多孔材料压缩性能的研究还存在巨大的开发空间,值得我们为之创新、探索。

  参考文献:

  [1]刘忠军等.连续梯度不锈钢多孔材料烧结变形分析[J].稀有金属材料与工程,2010.

  [2]王倩等.多孔CuAlMn形状记忆合金的制备及其压缩特性[J].河北工业大学学报,2012.

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