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烧结是一个很大的课题，烧结工艺调整、烧结设备、烧结配矿、烧结除尘、烧结防腐、烧结脱硫、烧结脱硝、脱二恶yin等等。具体要做什么，先了解一下什么是烧结，然后烧结是做什么，然后考虑国内外烧结存在什么问题，再考虑研究方向和题目。
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多孔金属材料的制备工艺及性能分析
多领域有着广泛的应用前景。本文概述了多孔金属材料的常用制备方法及其主要性能。
关键词:多孔金属材料;制备;性能;应用
摘 要
:多孔金属材料是一种性能优异的新型功能材料和结构材料
,具有独特的结构和性能
,在很
科学家极大的兴趣
,成为材料类研究的热点方向之
1 引言
一
,自
20世纪
90年代以来
,美国的哈佛大学、英国
在传统的金属材料中
,孔洞
(宏观的或微观的
)的剑桥大学、德国的
Fraunhofer材料研究所、日本的
被认为是一种缺陷
,因为它们往往是裂纹形成和扩东京大学等对多孔金属材料的制备工艺和性能进行
展的中心
,对材料的理化性能及力学性能产生不利了广泛的研究
,获得了一批研究成果
[2-5]。在我国
,
的影响。但是
,当材料中的孔洞数量增加到一定程多孔金属材料的基础和应用研究也逐步得到重视和
度时
,材料就会因孔洞的存在而产生一些奇异的功发展。近年来
,研究队伍不断壮大
,在制备技术、结
能
,从而形成一类新的材料
,这就是多孔金属材料。构和物性等方面的基础研究以及在各种民用和国防
按照孔之间是否连通
,可以把多孔金属材料分为闭领域的应用研究均取得了一定的进展
,已经引起我
孔和通孔两类
,如图
1所示。该类材料具有良好的国政府、中科院和航空航天等部门的高度重视
,尤其
吸能性能、高阻尼性能、吸声性能、电磁屏蔽性能及值得一提的是
,我国在
2005年立项的国家重大基础
良好的导热导电性能
[1] ,因而在一般工业领域
(如研究计划
(973计划
)“超轻多孔材料和结构创新构
汽车工业
)、国防科技领域及环境保护领域等有着型的多功能化基础研究
”
,更是体现了对该类材料
广泛的应用前景
,它的设计、开发和应用引起了中外研究的重要性和迫切性。
水化物等,然后将均混的混合物压制成密实块体即
到目前为止
,已开发的制备多孔金属的方法很
多
,涉及到的领域也非常广。根据在制备过程中金
属所处的状态
,可将多孔金属的制备工艺分为以下
三类
:液相法、粉末烧结法和沉积法。
2. 1 液相法
液相法包括的种类比较多
,且较易制备大块的
多孔金属和产品易商业化
,成为多孔金属材料制备
的主要手段,液相法主要包括以下几种:
2. 1. 1 颗粒渗流法
颗粒渗流法[ 6 ]原理是首先将颗粒在模具内压
实,烘干形成预制块。然后通过压力将金属液渗入
中,并强烈搅拌使空心小球分散,最后得到空心球与
金属基体形成的多孔金属材料。空心球铸造法的特
点是孔径和孔隙率易于控制,材料综合力学性能好。
2. 2 粉末冶金法
粉末冶金法主要包括粉末烧结发泡法、烧结-
脱溶法、松散粉末烧结法、中空球烧结法等。
2. 2. 1 粉末烧结发泡法
这种工艺[ 12 ]是首先将金属粉末和相应的发泡
剂按一定比例均匀混合,发泡剂可以是金属氢化物、
半成品,最后将此半成品加热到接近或高于混合物
熔点的温度,使发泡剂分解,金属熔化,从而形成多
孔泡沫材料。此种方法易于制作近半成品的零件和
到颗粒预制块的间隙中,最后将颗粒溶除即可得到
通孔结构的多孔金属材料。
2. 1. 2 精密铸造法
精密铸造法
[8]是首先用耐火材料浆料填满海
绵状泡沫塑料的孔隙
,待耐火材料固化后
,加热除去
塑料
,即形成一个多孔预制块体。然后把液态金属
液浇入到预制块上
,加压渗流
,这一点类似于渗流过
程。最后再除去耐火材料
,就形成与原来海绵状塑
料结构相同的多孔金属材料。
2. 1. 3 熔融金属发泡法
熔融金属发泡工艺可分为两种
,发泡剂发泡和
通气发泡
[9, 10 ]。前者是在熔融的金属液中加入发泡
剂
(如
TiH2 ) ;后者则是在金属液中通入气体
(如惰
性气体
)。这两种工艺的共同特点是可制备孔隙率
高、尺寸大、闭孔结构的多孔金属
,但过程控制较为
复杂
,孔结构分布均匀性不高。
2. 1. 4 空心球铸造法
空心球铸造法
[11 ]的原理是先采用商用酚醛塑
料小球在惰性气体环境中加热直至塑料碳化
,形成
中空的小球。然后将这些中空的小球加入到金属液
三明治式的复合材料
,而且孔隙率较高
,孔分布均
匀。
2. 2. 2 烧结
-脱溶法
这种制备工艺
[13 ]首先是将金属粉末和可去除
填充颗粒均匀混合
,其中可去除填充颗粒一般包括
两类
,一类为可溶于水或其它溶剂的盐
(如
NaCl
等
),一类为可分解有机物
(如尿素、碳酸氢氨等
),
均混后把混合物压制成致密的半成品
,然后在一合
适的温度烧结。若填充颗粒为可分解有机物
,则烧
结过程中颗粒会分解气化
;若填充颗粒为可溶性盐
,
则在烧结后可用溶剂将其溶去便得到多孔金属材
料。
2. 2. 3 松散粉末烧结法
松散粉末烧结
[14 ]是把松散状态的金属粉末不
经压实直接进行烧结的方法。此种方法可用于生产
多孔金属电极。
2. 2. 4 中空球烧结法
通过将金属中空球烧结
,使之扩散结合而制造
多孔材料的方法。此方法制造的多孔材料兼有通孔
和闭孔。金属中空球可通过下述方法制备
:在球形
树脂上化学沉积或电沉积一层金属
,然后将树脂除
明显的三阶段特征
,即初始的弹性段
(Linear Elasticity)、中间的平台段
( Plateau)和最后
的致密段
(Densification)。其中
,平台段的起始点应
力称为泡沫材料的屈服或坍塌强度
,此强度远小于
其基体的屈服强度
[1]。当多孔金属材料受到外加
载荷时
,因屈服强度低很容易发生变形
,而且变形量
大、流动应力低
,在变形过程中通过孔的变形、坍塌、
破裂、胞壁摩擦等形式消耗大量能量而不使应力升
的。
高
,从而能有效地吸收冲击能。这种在较低应力水
形成金属烟。金属烟在自身重力作用及惰性气流的平下吸收大量冲击能的特征正是冲击缓冲所需要
携带下沉积和冷却。因其温度低
,原子难以迁移和
扩散
,故金属烟微粒只是疏散地堆砌起来
,形成多孔3. 2 高阻尼性能
泡沫结构
[16 ]。
多孔金属材料可看作是由三维网络状金属骨架
去
,或将树脂球和金属粉一同混合
,随后烧结使金属
粉结合
,同时树脂球挥发
[ 15 ]。
2. 3 沉积法
沉积法主要包括金属气相蒸发沉积法、原子溅
射沉积法和电化学沉积法三种。
2. 3. 1 金属气相蒸发沉积法
在较高惰性气氛中
,缓慢蒸发金属材料
,蒸发出
来的金属原子在前进过程中与惰性气体发生一系列
碰撞作用
,使之迅速失去动能
,从而部分凝聚起来
,
与高压惰性气体原子碰撞
2. 3. 2 原子溅射沉积法
在惰性气体的压力下,元素原子在飞溅路程中
,金属原子一方面捕获气
体原子
,另一方面凝聚成金属液滴
,然后到达衬底。
在衬底上获得均匀包裹气体原子的金属体
,最后在
高于金属熔点的温度下把金属加热足够长的时间使
捕获的气体膨胀
,形成多孔金属材料。这种方法的
特点是孔结构非常理想
,但成本昂贵
,不易制备大
件
[ 17 ]。
2. 3. 3 电化学沉积法
这种方法是以聚氨基甲酸乙脂发泡材料为骨
架
,进行电解沉积
,然后加热去除有机聚合物骨架
,
得到多孔金属材料。这种方法制备的多孔材料不但
孔隙率高
,孔分布均匀
,且孔互相连通呈三维网状结
构
[ 18 ]。
3 多孔金属材料的主要性能
多孔金属材料作为一类区别于致密材料的新型
材料
,具有一些其基体或母体所不具备的特殊性能
和功能
,主要表现如下
:
3. 1 吸能性能
图
4 多孔金属材料典型的压缩应力
-应变曲线
多孔金属材料的应力
-应变
(σ
-ε)响应具有
与孔洞所组成的两相复合材料。除了孔洞与金属基
体之间所形成的界面外
,材料内部还存在其它大量
微观的
(主要是位错
)和宏观的
(较小的孔洞和裂
纹
)缺陷
,其组织状态和缺陷分布极不均匀。因此
当外力作用于多孔金属材料上时
,将在基体中产生
不均匀的应变
,特别是在孔洞
(宏观的或微观的
)或
裂纹附近
,其应变情况更为复杂
,从而引起缺陷区域
原子重排。缺陷区的这种响应是粘滞性的
,因而引
起粘滞性应变
,造成能量的损耗
,导致材料的阻尼增
加。
3. 3 吸声性能
多孔金属材料的高孔隙率结构使其具有良好的
吸声性能
[19 ]。一般来讲
,通孔或半通孔多孔金属的
吸声效果比闭孔的好。多孔金属材料的吸声机制主
要可归为两种
,即声波经过多孔金属时流动阻力的
升高造成的粘性损失以及声波与孔洞表面热量交换
造成的热损失。
3. 4 电磁屏蔽、导热和导电性能
多孔金属具有良好的导电性和很高的比表面
积
,因此具备很高的电磁屏蔽性能
,即良好的吸收和
反射电磁波的能力。同时又具有良好的导热性
能
[ 20, 21 ]。
3. 5 其它性能
质轻
,易着色
,易加工
,耐高温。
4 结语
(1)多孔金属材料具有良好的理化性能和力学
性能
,因而可以作为功能材料和结构材料
,具有良好
的应用前景。多孔金属材料的制备工艺很多
,因而
可以满足多样化的需求
,可以根据不同的应用需求
采用不同的制备工艺。
and energy absorbing characteristic of foamed aluminum.
(2)部分制备工艺在结构的可控性、孔径的均Metall[J]. Mater. Trans, 1998 (A29): 2497-2502.
匀性、样品的大尺寸化等方面仍存在局限性
,因而制[10 ]Cymat Corp, Canada. Product Information Sheets. http: / /
备工艺还需要进一步的探索和完善。
www. cymat. com.
(3)随着工业和科技的进步
,人们对多孔金属
[11 ]张勇
,舒光冀
,何德坪
.用低压渗流法制备泡沫铝合金
[J ].材料科学进展
, 1993 (7) : 473 -47.
材料的需求量越来越大
,要求也越来越高
,但目前的
[12]J. Baumeister, J. Banhart, M. Weber[M]. German Pa2
研究也只是涉及到了多孔金属材料的一部分性能特terntDE 4426627. 1997.
点
,相当多的潜在价值尚未被开发出来
MechanicalBehaviorofMetailicFomas[J].
. Mater. Sci, 2000 (30):191-227.
Olurin,N.A.
,或仅局限在
(44) : 105 -110.
[ 14 ]B. C.
社,1982.
[13]YA Novel sintering
processformanufacturingAlfoams[J].
. Y. Zhao, D. X. Sun. -dissolution
实验室阶段
,因而对性能的研究又提出了新课题。Scr. Mater, 2001
参考文献
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effectofpriordeformationon thefoamingbehaviorof“form2 lasticity and Electrical Conductivity According To Percola2
grip”precursormaterial[J ] 1Adv. Eng. Mater, 2002 (4): tionTheory[J]. Scr. Mater, 1998 (39):239-246.
749 -752. [责任编辑 朱联营
]
[9]F. S. Han, Z. G. Zhu , J. C. Gao. Compressive deformation
On the Preparation and Properties of the PorousMetallicMaterials
HAO Gang -ling1 , HAN Fu -sheng2 ,
LIWei-dong1, BAIShao-min1,YANGNeng-xun 1
(1. College of Physics and Electronic Information, Yanan University, Yanan, Shaanxi 716000
2. KeyLaboratoryofMaterialsPhysics, InstituteofSolidStatePhysics,
Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhui 230031)
Abstract: Porousmetallicmaterialswithuniqueexcellentstructuresandpropertiescanbeutilizedasnew function2
aland structuralmaterials, which indicatsthattheporousmetallicmaterialshaveawidelypromisingapplication in
manyfields. Thevariouspopularmanufacturingmethodsandthemainpropertiesoftheporousmetallicmaterials,
in the present paper, were summarized.
Key words: porousmetallic materials; preparation; properties; ppplication
口腔医学毕业论文题目一：
1、伴有或不伴有下颌偏斜的骨性Ⅲ类成人患者颞下颌关节形态和位置的CBCT研究
2、口腔锥形束CT对下颌牙种植位点线性测量精度的实验研究
3、牙龈卟啉单胞菌感染牙周膜成纤维细胞的体外实验研究
4、无牙颌种植修复临床回顾性研究及无牙颌种植固定修复咬合初步分析
5、产前暴露于纳米氧化锌对大鼠子代脑发育及成年期行为学特性的影响
6、我国入选PubMed数据库的生物医学期刊文献计量学分析
7、电针治疗对颞下颌关节紊乱综合症大鼠TNF-α、IL-1β影响的研究
8、86例腮腺多形性腺瘤外科治疗的回顾和分析
9、口腔黏膜潜在恶性疾患的临床诊治新观点
10、翼外肌在髁突矢状骨折愈合中对髁突应力分布作用的三维有限元研究
11、T-Scan应用于牙根纵裂患者咬合特征分析的初步研究
12、正畸治疗对不同类型错（牙合）畸形患者口腔健康生活质量的影响
13、成人正颌手术前后的心理特征及满意度的相关性研究
14、不同牙面处理方法对窝沟封闭剂微渗漏的影响
15、自锁托槽矫治器与直丝弓托槽矫治器排齐牙列的对比研究
16、构建3D打印牙齿模型及其形态仿真性研究
17、锥形束CT对下颌乳磨牙牙根及根管形态的研究
18、F大学口腔医学博士学位论文内容和质量研究
19、口腔医学专业人文素质教育现状调查及课程教学发展策略
20、口腔医学本科毕业考核中多站式考试的设计及效果评价研究
21、血链球菌细菌素对光滑念珠菌力学性质的影响
22、乳牙根中1/3折保守治疗的应用研究
23、牙髓切断术与牙髓摘除术在深龋露髓乳磨牙临床治疗中的对比研究
24、整合牙颌模型三维重构及其应用研究
25、江西省口腔医疗服务能力调查分析
26、玻璃纤维桩不同粘接方法粘接强度的系统评价和Meta分析
27、牙与固定修复体的动力学研究--振动分析和疲劳测试
28、口腔医学专业人才培养方案及系列课程综合改革研究
29、气电纺蚕丝蛋白纳米纤维的制备与组织工程研究
30、张应力诱导大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化的实验研究
31、可摘局部义齿支架计算机辅助设计与制作的初步研究
32、磁性附着体静磁场对人牙龈成纤维细胞和人牙周膜成纤维细胞生物学效应的基础研究
33、等离子浸没注入和多弧离子镀对纯钛及钛合金表面改性的基础研究
34、口腔卫生服务现况评价与口腔卫生人力预测研究
35、自制铸钛包埋材料铸造工艺与铸钛修复体铸造精度的研究
口腔医学毕业论文题目二：
36、口腔修复学教学及临床三维多媒体平台的建立
37、应用激光快速成形技术制作全口义齿钛基托的实验研究
38、纳米羟基磷灰石复合改性材料的制备及其抗龋性能研究
39、髁突在咬合载荷作用下的应力效应
40、磨牙烤瓷熔附金属全冠的有限元分析
41、固定义齿的临床应用及并发症
42、三种不同合金在人工唾液中耐腐蚀性能的研究
43、具有特色的中国高等口腔医学教育课程体系和教学内容改革探讨
44、第三代二膦酸盐（伊班膦酸钠）对正畸源性根吸收的作用研究
45、观察TT/TTB比色训练系统对口腔医学生比色准确率的影响
46、军队老干部口腔健康状况及其影响因素的调查研究
47、昆明医科大学附属口腔医院服务营销策略研究
48、人工牙的三维重建及其交互实现
49、应用不同类型附着体的下颌种植覆盖义齿的系统评价
50、牙釉质酸蚀技术在正畸临床中应用的系统评价
51、口腔医学数字影像处理及辅助诊疗系统
52、富血小板血浆（PRP）常温保存理化指标及PDGF-AB、TGF-β1含量变化的研究
53、长沙市开福区2~4岁儿童龋病流行情况调查及其相关因素分析
54、RP技术在口腔医学中的应用研究
55、添加纳米二氧化钛对硅橡胶抗菌性影响的实验研究
56、齿科钛金属的激光焊接性及接头应力有限元模拟
57、第一恒磨牙龋病流行病学调查和窝沟封闭预处理技术评价
58、不同年龄人群上颌第一磨牙咬合生理特征的初步研究
59、邢台市大学生口腔健康情况及其影响因素调查分析
60、基于虚拟环境的口腔实验教学模式研究
61、“第四届中国-东盟国际口腔医学交流与合作论坛”翻译实践报告
62、针对期刊的多类型信息计量指标实证研究
63、基于患者满意度的牙齿漂白方案的比较研究
64、改性纳米氧化铈对义齿树脂基托机械性能的影响
65、ICON评价新疆口腔医学生正畸需要量及难度
66、Raypex5根尖定位仪测量根管工作长度的临床评价
67、医学专科院校新生口腔健康知识与行为调查分析
68、小鼠骨髓间充质干细胞悬液短期保存的可行性及DNA酶Ⅰ预处理降低静脉注射风险性研究
69、商业口腔医疗保险需求调查分析与儿童牙科保险方案设计
70、我国口腔卫生法规和政策需求调查评估与发展策略
口腔医学毕业论文题目三：
71、人根尖乳头干细胞与牙髓干细胞体外生物学特性的比较研究
72、城、乡患错（牙合）畸形初中生自我意识和社交焦虑影响的分析研究
73、比较不同附着体应用于下颌种植覆盖义齿临床疗效的系统评价研究
74、椎束CT测量颌骨密度及评估种植体初期稳定性的可行性研究
75、等离子渗氮/氮化钛镀膜对纯钛铸件耐腐蚀性能影响的研究
76、基于TOP-HAT算法口腔医学图像的数据处理
77、医学科学学位研究生课程设置的研究
78、纳米非晶金刚石薄膜对牙科用纯钛及钴铬合金耐腐蚀性能的影响
79、下颌前磨牙桩核冠的有限元分析
80、恒牙列早期骨性Ⅲ类错（牙合）畸形不同骨面型垂直向特征的头影测量分析
81、基于DICOM的口腔医学影像存储管理系统的研究与实现
82、牙体组织精细三维有限元模型建立及应用的初步研究
83、颞下颌关节开口运动的生物力学研究
84、不同正畸力作用下大鼠行为反应与牙根吸收的相关研究
85、牙合垫治疗对深覆牙合的TMD患者颞下颌关节应力分布影响的有限元分析
86、颞下颌关节盘穿孔外科治疗的临床及影像学研究&病例报告
87、图像融合技术建立颞下颌关节有限元模型的生物力学分析研究
88、人下颌第一磨牙牙冠-牙周膜三维精细形态的初步研究
89、应用颧牙槽嵴种植体支抗进行上颌全牙列远移的三维有限元研究
90、应用Q方法探究成人正畸患者的矫治动机
91、All-on-4种植体位置分布对周围骨应力影响的三维有限元分析
92、模拟重度四环素牙瓷贴面修复的色彩管理
93、基于CBCT高效建立个性化上颌骨三维有限元模型的初步研究
94、三种矢状骨面型青少年在快速生长期上气道头影测量研究
95、开窗术和刮治术治疗牙源性颌骨囊肿的系统评价
96、近β钛合金TLM双层辉光离子渗氮表面改性的实验研究
97、倾斜种植体与轴向种植体联合修复义齿的系统评价
98、我军陆军师口腔保健现状典型调查与发展策略研究
99、IPSe
100、TNF-α对SCAP与PDLSCs体外增殖活性影响的比较研究
101、乌鲁木齐市613例维吾尔族患者牙齿磨耗程度的调查研究
102、咬合异常与颞下颌关节紊乱病相关性研究
103、牙髓干细胞对牙髓牙本质复合体再生修复作用的研究
104、套筒冠义齿修复孤立基牙的三维有限元应力分析
105、新疆医科大学维吾尔族及汉族大学生颞下颌关节紊乱与心理因素的相关性研究
口腔医学毕业论文题目四：
106、单侧下颌第一磨牙缺失对咀嚼肌肌电的影响
107、汉族人上颌中切牙牙根直径及根管管径与年龄相关性的初步研究
108、锥形束CT结合冲击式气动手机在微创拔除上颌前部埋伏牙中的应用
109、单侧第一磨牙缺失对咬合及下颌骨对称性的影响及两者相关性的研究
110、双侧单磨牙渐进性咬合紊乱对大鼠髁突软骨厚度及软骨中PCNA、OCN、BMP-2表达的影响
111、关中地区汉族人群恒牙形态学研究
112、单端固定桥修复下颌游离端缺牙的光弹性分析
113、激光快速成形技术制作纯钛基底冠的可行性实验研究
114、激光快速成形技术制作镍铬合金基底冠的可行性实验研究
115、口腔测量数据三维可视化技术研究
116、新型口腔领域专用激光烧结成型蜡初步研究
117、我国1950-2005年龋病研究文献分析
118、苏木、滇重楼、丁香对牙菌斑生物膜影响的体外研究
119、汉族人群上颌第一前磨牙牙根及根管形态学研究
120、玻璃纤维桩长度和纤维含量对牙体抗折强度的影响
121、前牙美学修复病例报告
122、颌面创伤致神经损伤的临床研究
123、新疆维吾尔族自治区口腔医疗机构及人力资源现况调查
124、颅底结构特征与矢状向错（牙合）的相关研究
125、口腔卫生士培养标准和课程设置研究
126、偏侧咀嚼患者的下颌运动特性分析
127、中国东乡族、保安族、裕固族口腔疾病流行病学研究
128、利用增龄性定量指标判定华中地区青少年生理年龄的研究
129、个体化舌侧矫治器微种植体支抗滑动法内收上前牙的生物力学特征研究
130、中药复方提取液对牙周可疑致病菌和人牙周膜细胞作用的临床和实验研究
131、纳米银颗粒和PLGA共涂层的不锈钢合金在抗菌和骨诱导方面的作用研究
132、精神心理因素与颞下颌关节紊乱病的关联研究
133、义齿模型三维重建算法的研究
134、闭合式上颌窦底提升术上颌窦黏膜力学研究
135、大气压常温等离子体射流源及其在根管治疗中的应用研究
136、改良富血小板血浆对乳牙牙髓干细胞增殖和成骨分化的作用研究
137、Twin-block矫治器矫治青少年安氏Ⅱ类1分类错（牙合）疗效的系统评价
（来源：学术堂）
