球形孔隙结构的胞状泡沫钛制造技术

本发明专利技术涉及一种新型的胞状泡沫钛，制品的孔隙呈球形，这些球形孔隙分布均匀，孔隙尺寸为毫米级。由于孔隙是规则的球形结构，而且分布均匀，因此该制品具有良好的各向同性性质。根据需要调节制备工艺，可以获得闭合的球形孔隙结构，也可以获得开口的球形孔隙结构。该制品在使用温度和强度等方面优越于泡沫铝，其中闭合孔隙制品适作高性能的轻质金属结构，开口孔隙制品适作高性能的声音吸收结构。

【技术实现步骤摘要】
球形孔隙结构的胞状泡沬钛
:本专利技术涉及多孔钛，尤其涉及一种球形孔隙结构的胞状泡沫钛。
技术介绍
:钛的质量轻、密度小，比强度高，生物相容性好，并且在地壳中具有丰富的含量。多孔钛相对于致密钛材料的显著特征是其拥有大量的内部孔隙和更小的表观密度，且比表面积大、能量吸收性好、比力学性能高，因此多孔钛被广泛应用于航空航天、石油化工、冶金机械、生物工程、原子能、电化学、医药、环保等行业。由于金属钛的力学性能突出、体积密度小、化学稳定性高、抗蚀能力强，因此泡沫钛具有许多潜在的用途，如用作航空航天设备和潜艇构件等方面的结构材料。此外，金属钛的熔点远高于金属铝，所以泡沫钛的使用温度可以大大超过泡沫铝。相对于泡沫铝，泡沫钛合金在一些领域显示出其独特的应用前景，例如在航空航天领域有着比泡沫铝更耐高温和强度更高以及焊接性等方面的优势。已有的泡沫钛通过有纤维烧结法、熔体铸造法、压缩膨胀法、有机泡沫浸溃法、自蔓延高温合成法、粉末烧结法等工艺制备，它们或者是网状制品，或者虽然是胞状制品，但其孔隙形状难于规则和均匀，而且孔隙尺寸分散度较大。本专利技术采用自行研究的工艺方法制出的胞状泡沫钛则具有规则的球形孔隙结构，这些球形孔隙的尺寸分布也相当集中，具有比其他泡沫钛制品更优越的结构和性能，可望获得更有效和更关键的应用。对于本专利提出的球形孔隙胞状泡沫钛制品，采用与其实施例类似的制备工艺方法，也可以获得具有这种结构的其他金属种类的泡沫体，其中适应的金属种类如铝及铝合金、铜合金、铁合金等。参考文献:`[I]刘培生.多孔材料引论，第二版.北京:清华大学出版社，2012.[2]Cheang P, Khor K A.Addressing processing problems associated withplasma spraying hydroxyapatitee coating[J].Biomaterials,1996,17(5):537-554.[3]李士同，朱瑞富，甄良，等.烧结温度对多孔钛组织结构与性能的影响[J].材料热处理学报，2009，30 (2):93-95[4]Bai Z H, Yu H J, Jiang L J, et al.Progress and prospects of foamedtitanium at home and abroad.Metallic Functional Materials, 2009, 16:62.[5]Banhart J.Manufacture, characterisation and application of cellularmetals and metal foams[J].Progress in Materials Science, 2001，46:559-632.[6]Degischer H P, Kriszt B.Handbook of cellular metals !production,processing, applications.Weinheim:ffiley-VCH ；2002.[7]Dunand D C.Processing of titanium foams.Advanced EngineeringMaterials, 2004,6:369-376.[8]Hu Y B, Zhang X N, Sun W X, Jiang L.Development on PreparationTechnology and Application of Titanium Foam Materials.Rare Metal Materials andEngineering，2009，38:297.[9]Imwinkelried T.Mechanical properties of open-pore titanium foam.Journal of Biomedical Materials Research Part A，2007，81A(4):964-970.[10]Kashef S,Asgari A,Hilditch T B，et al.Fatigue crack growth behaviorof titanium foams for medical applications.Materials Science and Engineering A，2011,528(3):1602- 1607.[11]Lefebvre L P，Blouin A，Rochon S M，et al.Elastic response oftitanium foam during compression tests and using laser-ultrasonic probing.Advanced Engineering Materials，2006，8(9):841-846.[12]Levine B R.Anew era in porous metals:applicatmns in orthopaedics.Advanced Engineering Materials,2008, m(9):788-792.[13]Levine B R， FaN D W.Porous metals in orthopedic applications-Areview.Materialwissenschaft und Werkstofftechnik，2010，41(12):1002-1010.[14]Liu P S,Lang K M.Functional materials of porous metals made by P /M，electroplating and some other techniques.J.Mater.Sc1.,2001,36 (21):5059-5072.[15]Meneghini R M，Meyer C，Buckley C A，et al.Mechanical stabilityof novel highly porous metal acetabular components in revision total hiparthroplasty.Journal of Arthroplasty, 2010, 25(3):337-341.[16]Nugroho A W,Leadbeater G,Davies I J.Processing of a porous titaniumalloy from elemental powders using a solid state isothermal foaming technique.Journal of Materials Science-Materials in Medicine，2010，21 (12):3103-3107.[17]Ryan G，Pandit A,Apatsidis D P.Fabrication methods of porous metalsfor use in orthopaedic applications.Biomaterials,2006,27(13):2651-2670.[1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胞状泡沫钛，其特征在于：该多孔制品的孔隙呈球形，孔隙可以是闭合的，也可以是开口的，孔隙尺寸在毫米级的水平；制品具有良好的各向同性性质，可望在使用温度较高、要求强度较大等条件更苛刻的场合代替泡沫铝，其中闭合孔隙制品用作高性能的轻质金属结构，开口孔隙制品用作高性能的声音吸收结构。

【技术特征摘要】
1.一种胞状泡沫钛，其特征在于:该多孔制品的孔隙呈球形，孔隙可以是闭合的，也可以是开口的，孔隙尺寸在毫米级的水平；制品具有良好的各向同性性质，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顷淮斌，刘培生，卢淼，崔光，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：