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泡沫鋁材料的結構特征及面對的問題

泡沫鋁材料是目前最具應用潛力的泡沫金屬，被譽為“金屬明星”。泡沫鋁是由鋁金屬基體材料和孔道組成，泡沫鋁的結構參數主要包括孔徑、孔隙率或相對密度、孔圓形度、比表面積等。根據孔結構之間的連通關系可被分為開孔泡沫鋁和閉孔泡沫鋁，如下圖所示，開孔泡沫鋁孔與孔相互連通，而閉孔泡沫鋁孔與孔相互獨立，彼此分隔，因此，泡沫鋁可以看作是鋁基體和孔隙兩相的復合材料。由于泡沫鋁的結構參數直接決定了泡沫鋁的性能，因此，在實際應用中，應根據不同用途選用合適參數的泡沫鋁材料。與傳統金屬材料相比，泡沫鋁具有孔徑大（孔徑 D＝0.2 mm～8 mm）、孔隙率高（孔隙率在 63％～90％）、密度小等特點。

至今，人們對泡沫鋁材料的研究已有半個世紀，比較成熟的制備工藝多達數十種，近幾十年，泡沫鋁的研發和制備在有了很大進步，泡沫鋁作為功能材料與結構材料有了較為廣泛的應用，但是仍然存在很多問題，比如，泡沫鋁相對較低的比強度和比剛度嚴重制約了其在工程材料方面的應用；目前對泡沫鋁的大部分理論研究還主要集中在常溫條件，作為熱防護材料的泡沫鋁在高溫下的性質研究仍有待于進一步深入；不僅如此，至今也缺乏相應參數對泡沫鋁孔結構均勻性進行定量描述，也沒找到泡沫鋁孔結構和性能的通用關系模型。為充分發揮泡沫鋁的優異性能，發展和制備高性能的泡沫鋁基復合材料是未來的發展方向，越來越多的科學家已投入到泡沫鋁基復合材料的研發與應用，可以相信，泡沫鋁材料的未來前景十分美好。