從20世紀(jì)中葉開(kāi)始,世界各國(guó)競(jìng)相投入到多孔泡沫金屬的研究與開(kāi)發(fā)之中,同時(shí)也相繼提出了各種不同的制備工藝,根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和不同的結(jié)構(gòu)要求,所采用的制備工藝也不同。泡沫鋁材料反映了結(jié)構(gòu)材料與功能材料多學(xué)科互相滲透的新趨勢(shì),在學(xué)術(shù)領(lǐng)域展示了廣泛的空間,在高技術(shù)領(lǐng)域及一般工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,因而成為21世紀(jì)美、英、日、德及中國(guó)競(jìng)相研究的前沿?zé)狳c(diǎn)材料。

泡沫鋁材料是一種在鋁或鋁合金基體中均勻分布著大量連通或不連通孔洞的新型輕質(zhì)多功能材料。泡沫鋁材料的孔形狀有多面體形狀和橢圓形狀,按照孔的類型可將泡沫鋁分為兩種:一是具有連續(xù)暢通三維孔結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔泡沫鋁;二是存在大量獨(dú)立孔洞的閉孔泡沫鋁。泡沫鋁材料的結(jié)構(gòu)特征:①較大孔徑d(0.1～10.0mm);②高孔隙率P(40%～98%);③比表面積較大:一般為10～45cm2/cm3,或更大;④表觀密度較小:一般為基體金屬的0.1～0.4倍。泡沫鋁的密度范圍在0.2～0.5g/cm3。

泡沫鋁材料的結(jié)構(gòu)敏感因素有(按重要性排列):①基體固有性能;②相對(duì)密度;③孔結(jié)構(gòu)類型(開(kāi)孔或閉孔);④在閉孔泡沫中,包含在孔連接點(diǎn)和孔壁上的實(shí)體百分?jǐn)?shù);⑤)質(zhì)量分布的不規(guī)則性及其梯度;⑥孔徑及其分布(包括異常孔);⑦孔形狀和孔的各向異性(包含特殊形狀孔);⑧孔壁的連接性;⑨孔壁的彎曲及破損缺陷。

泡沫鋁材料的強(qiáng)度性能并不高,泡沫鋁材料的彈性模量、剪切模量、彈性極限等均隨其孔隙率的增大而呈指數(shù)函數(shù)下降。一般情況下,泡沫鋁的強(qiáng)度大約為致密鋁的1%左右,泡沫鋁不像密實(shí)金屬具有延展性,拉伸試驗(yàn)無(wú)法測(cè)出其拉伸率,彈性模量約為鋁合金的1/50～1/100。