过滤用金属多孔材料力学性能研究进展

金属多孔材料作为功能与结构兼具的一类新型材料,已被广泛应用于吸声、吸能、流体分布、换热、催化、过滤分离等领域,其中在过滤分离领域应用最为广泛。金属多孔材料在石油石化、精细化工、煤化工等领域可以实现不同流体的液–固、气–固过滤分离,不同领域对所用金属多孔材料的材质及力学性能要求也不尽相同。过滤用金属多孔材料的制备工艺已相对成熟,但对其耐蚀性能及力学性能的表征研究较少,金属过滤元件的力学性能及耐腐蚀性能将直接关系到该类材料的使用效果和寿命。本文总结了近几年过滤用金属多孔材料力学性能及耐腐蚀行为的研究进展,探讨了该类材料在腐蚀与力学行为中存在的问题,最后展望了过滤用金属多孔材料的发展方向。

烧结金属多孔材料研究进展

烧结金属多孔材料兼具金属材料和多孔材料的特性,具有机械强度高、可焊接、抗腐蚀、耐高温、易加工等优点,呈现出功能性强、应用面广、新品种不断涌现、使用空间不断拓展的现象。近年来,金属多孔材料的研究较为活跃,形成了多学科并存的制备技术体系,开发出了一系列新的材质、新型孔结构及物理化学性能的金属多孔材料,并耳很快进入了实际应用。随着现代工业的进步,金属多孔材料正朝着高性能、多功能化方向发展,具体体现在孔结构的梯度化、孔径的微细化、材质的合金化复合化、制备与应用研究一体化等等,是新材料家族中特别具有生命力的一类可持续发展的材料。

粉末冶金技术制备金属多孔材料研究进展

金属多孔材料既有金属的性质,又因为孔的存在,而具有一系列功能特性,诸如密度低、比表面积大、机械强度高、通透性好等,是一种性能优异的多功能工程材料,因而在工程中得到广泛的应用。本文阐述了粉末冶金技术制备金属多孔材料的最新研究进展,主要分析了生物金属多孔材料、形状记忆合金多孔材料、多孔钨电极、多孔不锈钢和多孔铜的制备及研究进展。

金属多孔材料在能源与环保中的应用

简要介绍了多孔金属材料在洁净能源转化、能源高效利用和环境净化等工程方面的应用现状及前景。

金属多孔材料压缩行为的评述

主要对金属多孔材料的压缩性能进行分析,并着重介绍了最近几年该领域国内外的最新研究进展。讨论压缩性能对金属多孔材料性质的影响,强调金属多孔材料压缩过程中的能量吸收性质,最后给出了金属多孔材料压缩性能中存在的不足。

金属多孔材料制备技术研究进展

传统的金属多孔材料的制备技术主要是粉末冶金和铸造、沉积技术。随着新材料、新技术的不断出现,金属多孔材料的制备已从最初的粉末冶金技术发展为自组装、流体沉积、电化学腐蚀、共晶定向凝固以及SHS等各种先进技术。本文重点阐述金属多孔材料制备技术的国内外研究现状和一些新的发展趋势。

金属多孔材料力学性能的研究

利用316不锈钢粉末,采用等静压成型和轧制成型的方法制备金属多孔材料,研究不同成型工艺对金属多孔材料力学性能的影响,结果表明:金属多孔材料的力学性能根据使用工况可以用环拉强度、拉伸强度、剪切强度以及弯曲性能来表征。通过二次烧结可以明显改善多孔材料的烧结颈,从而可使拉伸强提高38.7%,剪切强度提高9.4%,明显改善金属多孔材料的力学性能。

煤气化技术用金属多孔材料研究进展

发展洁净煤技术,减少污染物排放,提高煤炭利用效率是我国,也是世界的一项重要的战略任务,而金属多孔材料是洁净煤技术使用不可缺的关键材料。本文重点阐述洁净煤技术用金属多孔材料的国内外研究现状和一些新的发展趋势,在这基础上分析了金属多孔材料所面临的机遇和挑战。

密闭储罐内填充非金属多孔材料后预混可燃气体火焰传播的数值模拟

采用商业软件Fluent 6.3建立了二维的多孔介质中湍流燃烧模型,对密闭储罐内多孔介质中丙烷-空气预混燃烧进行数值模拟。结果表明:火焰在空爆时比在填充多孔材料后发展的快得多,空爆时表压数量级为106,而填充多孔材料后表压数量级为104,说明此非金属多孔材料有很好的阻火性能和抑爆性能;且多孔材料的平均孔径越小,其阻火防爆性能越好。

机械加工对烧结金属多孔材料孔隙的影响

建立了烧结金属多孔材料连通孔隙形成的模型,通过控制机械压制压力获得了一定孔隙率的金属多孔材料。为了拓展烧结金属多孔材料在工业领域中的应用,文中研究了放电线切割、水切割和磨削加工对材料表面孔隙结构及材料透气性的影响,采用扫描电镜和显微镜分析了材料加工后表面上孔隙的形貌。实验结果表明,放电线切割、水切割和磨削对烧结金属多孔材料加工之后,材料被加工的表面孔隙被部分堵塞,材料的透气性有一定程度的降低,但材料内部的孔隙仍有较好的连通性。

烧结金属多孔材料力学性能的研究进展

本文概述了烧结金属多孔材料在功能应用和基础结构理论两方面力学性能的研究进展。其中功能应用的研究包括在吸能材料、生物材料、过滤材料3个领域中如何解决在各自功能应用中的力学问题;基础结构理论的研究包括密度、孔隙率、孔结构等对弹性模量、屈服强度、疲劳极限的影响。

金属多孔材料表面燃烧器的发展现状

叙述了金属多孔材料表面燃烧器的工作原理及发展现状,重点介绍了这类燃烧器的制作方法、催化燃烧技术、表面稳定燃烧技术、理论研究现状及其应用领域。

烧结金属多孔材料孔隙的研究

本文主要研究了烧结金属多孔材料孔隙的产生原因、压制力对孔隙率的影响以及孔隙的连通性。实验中利用模压机制备了一批金属粉末松压试样,建立了分析孔隙产生原因的几何模型;烧结成形后通过金相分析了孔隙的特征,通过计算和实验检测分析了孔隙率的大小,通过测试透气性验证了孔隙的连通性。实验结果证实本实验所制备的多孔材料具有较高的孔隙率,且孔隙具有较好的连通性。

金属多孔材料孔结构表征技术

孔结构是影响金属多孔材料本征特性与使用效果的关键因素之一。孔结构分解为孔形状、孔弯曲与粗糙度、孔隙度、孔径、比表面积等几个方面,介绍了常用的表征技术和国内外测量仪器的发展状况及技术参数,并分析了表征技术中存在的问题。

高温气固分离用金属多孔材料展望

随着现代工业技术的发展以及能源环保的需求,高温气固分离用金属多孔材料的需求越来越强烈。本文综述了高温气固分离用金属多孔的发展现状,并展望了金属多孔材料在高温气固分离领域应用的趋势。

连续梯度金属多孔材料的研究

梯度金属多孔材料是孔径或孔隙率沿厚度方向变化的一类金属多孔材料,也叫非对称金属多孔材料或微孔金属膜,由孔径较大的支撑体和孔径较小的精度控制层组成。支撑体主要起骨架增强作用,精度控制层主要拦截颗粒。采用离心沉积的方法,在模具腔内壁形成梯度粉末层坯料,取出坯料进行干燥、烧结后获得连续梯度金属多孔材料。过滤试验表明,在相同精度等级下,该梯度多孔材料的透过性能是常规相同孔径金属多孔材料的10倍以上,是突变孔径梯度金属多孔材料的3倍以上。羰基铁高压分解气过滤应用表明,连续梯度金属多孔材料具有精度高、处理量大等特点。与常规金属多孔材料相比,在羰基铁高压分解气过滤等方面具有明显优势,气固分离精度可达0.35μm,运行压差小于20 k Pa。

热管及热管用金属多孔材料

热管是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置,由于它具有超常的热传导能力,而且几乎没有热损耗,其导热系数为铜的数千倍,被称作传热超导体。本文简要介绍了热管的工作原理和应用现状,论述了近年来热管的关键部件一多孔芯体的研究进展。

几种金属多孔材料在高温硫化氢气氛中的腐蚀性能研究

为了考察金属多孔材料在高温气体净化中应用性能,研究了316L、301S、Fe3Al三种金属多孔材料在高温硫化氢气氛(350℃,介质:CO2+H2S(200PPM))中的硫化性能以及材料孔结构的稳定性,并利用光学显微镜观察其表面形貌,从而评价其耐蚀性能。结果表明:经过1 500 h试验,三种金属多孔材料在高温硫化氢气氛中耐腐蚀性能顺序为Fe3Al>310S>316L,三种材料的耐蚀性能差异主要由于其在腐蚀气氛中所形成的腐蚀产物不同所致。

金属多孔材料梯度层最佳厚度的研究

用离心沉积工艺在粗孔基体材料上制备孔径梯度变化的膜层(简称梯度层),研究复合材料的过滤性能与梯度层的粉末粒度、厚度之间的关系。结果表明,为获得复合材料的最佳过滤性能,梯度层的粉末粒度必须小于基体的中流量平均孔径。随着梯度层厚度的增加,复合材料的透过性能下降,过滤精度提高。为了得到二者的最佳配合,存在着梯度层的最佳匹配厚度,这一厚度与梯度层粉末粒度呈线性关系,且基体的中流量平均孔径值是该直线的截距。

快速成形技术在金属多孔材料制备中的应用研究现状

快速成形是一种基于离散-堆积原理的先进制造技术,它满足现代制造业高效、低成本、产品个性化的需求。采用快速成形技术进行金属多孔材料的制备是其应用发展的新趋势,根据成形工艺特点对快速成形技术进行分类,综述了各类快速成形工艺在金属多孔材料制备中的应用研究现状。