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泡沫金屬的隔熱性能怒甩傳統(tǒng)金屬幾條街
近日，來自北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員制備出一種新型復(fù)合泡沫金屬材料，其隔熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)金屬合金材料，在危險(xiǎn)品存儲(chǔ)運(yùn)輸和空間探測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，相關(guān)研究成果發(fā)表在期刊International Journal of Thermal Sciences上。
復(fù)合泡沫金屬材料憑借其優(yōu)異的抗高速?zèng)_擊性能及屏蔽輻射性能近來受到廣泛關(guān)注。最近，北卡羅來納州立大學(xué)機(jī)械與航天工程系教授Afsaneh Rabiei帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，它的隔熱性能也非常優(yōu)異，在核材料及危險(xiǎn)品的存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
團(tuán)隊(duì)的研究人員已經(jīng)掌握了兩種制備復(fù)合泡沫金屬的方法。第一種方法就是選擇一種低熔點(diǎn)的基體材料進(jìn)行鑄造（比如鋁），然后在基體中嵌入由高熔點(diǎn)材料（比如鋼）制備的空心結(jié)構(gòu)，這樣就制備出了復(fù)合泡沫金屬；另外一種方法就是先制備出空心結(jié)構(gòu)，嵌入到基體材料的粉末中進(jìn)行燒結(jié)，同樣可以制備出復(fù)合泡沫金屬。
材料制備成功后，研究人員對(duì)其隔熱性能進(jìn)行測試。他們把尺寸為63 x 63 x 19 mm的復(fù)合泡沫金屬樣品的其中一個(gè)正方表面在800度的環(huán)境中放置30分鐘，同時(shí)監(jiān)測熱量經(jīng)過多長時(shí)間傳遞到樣品的另一側(cè)。結(jié)果表明，這個(gè)過程需要8分鐘左右，而作為對(duì)比材料，相同尺寸的不銹鋼樣品僅僅用了4分鐘熱量就穿透了整個(gè)樣品。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，造成上述性能差異的原因就是熱量通過空氣傳播比通過塊體金屬傳播要慢很多，所以復(fù)合泡沫金屬中的氣穴對(duì)于阻隔熱量具有不可或缺的重要作用。
這項(xiàng)研究表明，相比于不銹鋼等傳統(tǒng)金屬材料，復(fù)合泡沫金屬可以具有更優(yōu)異的隔熱性能、熱穩(wěn)定性以及阻燃性能。
該研究成果已發(fā)表在International Journal of Thermal Sciences上。
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