高孔隙率金屬材料是近20年來國際上迅速發(fā)展的一種兼具功能和結(jié)構(gòu)雙重屬性的新型工程材料。這種材料綜合了低密度、高剛度、沖擊吸能性、消音降噪、電磁屏蔽、透氣透水、低熱導(dǎo)率等性能及具有良好的阻尼特性，因此廣泛應(yīng)用于航天、航空、原子能、環(huán)保及電化學(xué)等行業(yè)。

　　高孔隙率金屬材料的制備方法主要包括鑄造、發(fā)泡、沉積、燒結(jié)等。從研究技術(shù)上看，大孔徑立體網(wǎng)狀及小孔徑、低密度高孔隙率的泡沫金屬是目前制備技術(shù)上突破的重點(diǎn)。國內(nèi)外的許多學(xué)者在此方面做了各具特色的工作。然而，這些方法都存在工藝復(fù)雜，成本高，可選擇的材料受限制等缺點(diǎn)。

　　成型針織技術(shù)是近10年針織工業(yè)中快速發(fā)展起來的一個(gè)分支。它顛覆了傳統(tǒng)的針織過程，可以通過改變參加編織的針數(shù)和橫列數(shù)來改變織物的尺寸和形狀，是制備高孔隙率泡沫材料三維有機(jī)模板的一種頗有前景的方法。目前，在泡沫金屬制備領(lǐng)域，有關(guān)這方面的研究報(bào)道還很少。我們以聚對苯二甲酸乙二醇酯為原料，通過探索合適的工藝路線制備高孔率通孔結(jié)構(gòu)的泡沫銅。

　　實(shí)驗(yàn)材料包括銅粉末、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、甲基纖維素溶液、表面活性劑和氨水。

　　金屬漿料性能的優(yōu)劣是能否制備出性能良好的泡沫銅的關(guān)鍵因素之一，金屬漿料應(yīng)該具有一定的流動(dòng)性和較好的觸變性。漿料的觸變性可以保證在去除多余漿料的過程中保持前驅(qū)體的多孔結(jié)構(gòu)、避免堵孔缺陷的產(chǎn)生；漿料的流動(dòng)性是保證漿料浸漬過程中均勻涂覆在多空隙有機(jī)前驅(qū)體的線圈及孔壁上的主要因素。

　　金屬漿料的流變特性不僅取決于金屬粉體的特性、固相含量、分散劑的選擇，還和漿料的pH值相關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，漿料的粘度隨著漿料的pH值的增加先下降后升高。

　　泡沫銅燒成過程主要包括三個(gè)階段：聚酯分解階段、氧化銅分解階段和泡沫銅燒結(jié)階段。

　　聚酯的熱分解開始于170~200℃，當(dāng)溫度達(dá)到300℃左右，聚酯分解完成。在第一階段應(yīng)控制加熱速率，如果升溫過快，會因有機(jī)物劇烈氧化產(chǎn)生大量氣體造成多孔體坍塌、開裂。

　　去除聚酯的同時(shí)，立體素坯在220℃氧化為無強(qiáng)度的、黑色的氧化銅多孔坯體，因此第二階段的目的是在高真空條件下將氧化銅坯體分解成略有強(qiáng)度的多孔泡沫銅。在此階段應(yīng)控制熱解速度和保溫時(shí)間，以免造成坯體坍塌及金屬過度揮發(fā)。第三階段為多孔銅的燒結(jié)階段，氧化銅在分解成銅的過程中會造成較多的孔位，結(jié)構(gòu)較為疏松，此時(shí)應(yīng)提高燒結(jié)溫度，促進(jìn)燒結(jié)頸長以提高泡沫強(qiáng)度，同時(shí)控制保溫時(shí)間以減少銅的揮發(fā)。

　　綜上，以滌綸為原料，采用成型針織技術(shù)編織出高氣孔率的有機(jī)模板，經(jīng)過有機(jī)泡沫浸滲可以制備高孔隙率、開孔結(jié)構(gòu)的泡沫銅。pH值對金屬漿料的流動(dòng)性有較大影響，當(dāng)pH值為9.5時(shí)，漿料的流動(dòng)性最好。在高真空條件下可使氧化銅泡沫體分解為銅泡沫體。二次浸滲后泡沫銅材料孔隙率變化不大，但其應(yīng)力平臺從0.5 Mpa提高到1Mpa。