定向凝固多孔金属研究进展

作     者：李言祥 刘效邦 LI Yanxiang;LIU Xiaobang

作者机构：清华大学材料学院北京100084 先进成形制造教育部重点实验室(清华大学)北京100084 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2018年第54卷第5期

页      面：727-741页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目No.51371104~~ 

主　　题：多孔金属 定向凝固 金属/气体共晶 Gasar 藕状金属 

摘      要：本文从凝固理论、凝固方法与装置、凝固体系、性能及应用等方面,综述了定向凝固多孔金属的研究进展。圆柱形气孔规则排列的多孔金属是通过定向凝固方法在加压气氛中利用金属/气体共晶反应制备的。通过控制凝固方向,不仅可以制备一维藕状多孔结构,还可以制备二维放射状多孔结构。参考经典的JacksonHunt共晶模型,建立了稳态凝固条件下金属-气体共晶定向凝固的理论模型,并且给出了考虑H2逸出和定向凝固多孔结构形成的工艺参数窗口。介绍了模铸法、连续铸造法和Bridgman型定向凝固法3种制备技术。重点介绍了定向凝固多孔结构制备过程中的2个重要进展:孔结构均匀的定向凝固多孔合金的制备以及高孔隙率定向凝固多孔Al的制备。圆柱形气孔规则排列使得定向凝固多孔金属在力、热、声以及渗透等方面具有特殊的性能优势,因此在轻质结构材料、热沉、过滤器和人工骨等领域具有广阔的应用前景。