本發明涉及一種泡沫鋁材料及其制備方法，尤其涉及一種負泊松比開孔泡沫鋁材料及其制備方法。
背景技術：
負泊松比材料又稱為拉脹材料(auxetic)，是一類泊松比為負數的特殊材料，當材料發生拉伸變形時，垂直于載荷的方向會發生側向膨脹；而當材料發生壓縮變形時，垂直于載荷的方向會發生側向收縮。由于負泊松比材料具有獨特的負泊松比特性和材料集中效應，使其在剪切模量、抗斷裂韌性、壓痕阻力以及能量吸收和抗沖擊性能方面都比相同組成、相同密度的正泊松比材料更加優異。目前用于防護結構的負泊松比材料主要為負泊松比微結構材料，大多數細觀結構呈內凹狀，盡管其具有很強的抗沖擊性能，但是其加工方法的復雜性以及高昂的成本限制了其進一步應用的可能性。
另一方面，泡沫鋁是一種以鋁或鋁合金為骨架、含大量胞孔的三維多孔金屬材料，具有低密度、高比剛度、緩沖抗震、耐腐蝕以及獨特的表面效應等優點，而且其多孔結構和金屬特性讓泡沫鋁在能量吸收、吸音隔音和電磁屏蔽等方面具有優異的性能，使其在汽車、航空、建筑等方面得到了廣泛的應用。泡沫鋁按照胞孔單元是否相互連通可分為開孔泡沫鋁和閉孔泡沫鋁兩大類，由于開孔泡沫鋁連通的孔隙結構，使其在吸聲方面得到廣泛使用，閉孔泡沫鋁由于孔隙是相互獨立性的，通常用于隔音，此外閉孔泡沫鋁的比剛度、比強度相比于開孔泡沫鋁更高，緩沖吸能特性也更強。閉孔泡沫鋁主要是通過熔體發泡法、注氣發泡法以及粉末冶金法等方法進行制備，在產生氣泡時要確保氣泡相對穩定并且不溢出，開孔泡沫鋁則主要是通過滲流鑄造法和熔模鑄造發進行制備。對于泡沫鋁材料，相對密度是其一個重要的結構特征參數，它對泡沫鋁材料的力學性能(如楊氏模量、屈服強度等)有較大影響。相對密度越大，其強度越高。
泡沫鋁的泊松比為正值，若能通過一定的制備方法使其負泊松比變為負值，則獨特的負泊松比特性能使其受到沖擊載荷作用時，材料會從四周自動集中于加載處，提高了局部的相對密度，從而進一步提高局部強度，使材料能夠通過吸收更多的能量。此外負泊松比開孔泡沫鋁的剛度也會隨著沖擊載荷的增加而非線性的提高，能夠承受更大的載荷，因此具有巨大的科學和工程意義。
當泡沫鋁材料作為一種緩沖吸能部件或材料使用時，本發明所涉及到負泊松比開孔泡沫鋁是通過傳統正泊松比開孔泡沫鋁制備而成，其內部元胞壁呈現內凹狀，所以可以實現單位長度材料微觀結構中更小的孔隙空間，這不僅可以提高泡沫鋁
聲明：
“負泊松比開孔泡沫鋁材料及其滲流鑄造制備方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：南京航空航天大學
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2025年08月05日 ~ 07日 
