一種規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法和應(yīng)用。該規(guī)則多孔金屬材料包括若干金屬單元胞體，所述金屬單元胞體為空心的多面體，且相鄰兩兩所述金屬單元胞體陣列疊加連接為一體。規(guī)則多孔金屬材料制備方法包括制備金屬單元胞體的步驟和將金屬單元胞體陣列疊加連接的步驟。本發(fā)明規(guī)則多孔金屬材料中的空心多面體金屬單元胞體賦予了其多孔金屬材料特性。更重要的是，該空心多面體金屬單元胞體連接為一體，使得該多孔金屬材料的孔隙尺寸和分布均勻，為規(guī)則多孔金屬材料，從而使得其具有更加優(yōu)異的沖擊能量吸收能力、阻尼減振能力、聲學(xué)性能、電磁屏蔽性能、隔熱性和機(jī)械性能等，而且成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多孔材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔金屬材料是一種在金屬或金屬合金基體中分布著大量連通或不連通孔洞的新型輕質(zhì)多功能材料，它兼有連續(xù)金屬相和分散氣體相的特點(diǎn)，具有很多優(yōu)良性能，近年來(lái)是材料學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一。
[0003]常用多 孔金屬材料的材質(zhì)有鋁、青銅、鎳、鈦、不銹鋼，以及其他金屬及其合金。根據(jù)單元胞體之間的連通性，可分為閉孔和通孔兩種結(jié)構(gòu)，前者含有大量獨(dú)立存在的孔洞，后者則是連續(xù)暢通的三維多孔結(jié)構(gòu)。根據(jù)單元胞體排列的規(guī)則性，分為規(guī)則多孔金屬和非規(guī)則多孔金屬，而非規(guī)則多孔金屬通常又被稱(chēng)為多孔泡沫。由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性，多孔金屬材料具有許多優(yōu)良的性能:
[0004](I)具有高的比強(qiáng)度和比剛度，力學(xué)性能呈現(xiàn)穩(wěn)定的各向同性。
[0005](2)具有很高的阻尼減振和沖擊能量吸收能力。將泡沫金屬墊在振動(dòng)部位的接合部時(shí)，利用多孔金屬材料的彈性變形可吸收一部分機(jī)械沖擊能。
[0006](3)優(yōu)異的聲學(xué)性能。當(dāng)受到聲波作用時(shí)，多孔金屬泡孔內(nèi)空氣在聲波作用下產(chǎn)生周期性的震動(dòng)而與孔壁摩擦，形成摩擦熱。另外，孔道中的空氣在聲波的作用下還會(huì)發(fā)生壓縮-膨脹變形，在此過(guò)程中也有一部分聲能變?yōu)闊崮?，這種能量轉(zhuǎn)換是不可逆的，對(duì)消聲起主導(dǎo)作用。其次多孔金屬材料本身也會(huì)在聲波作用下產(chǎn)生彈性震動(dòng)，消耗一部分聲能。
[0007](4)優(yōu)良的電磁屏蔽性能。多孔金屬材料是近年來(lái)興起的一種新型電磁屏蔽材料，比傳統(tǒng)網(wǎng)材擁有更高的屏蔽性能，能滿足理想的精密儀器和設(shè)備的屏蔽需求。在100~1000MHz頻率范圍內(nèi)，泡沫鋁的表現(xiàn)更加突出，且頻率對(duì)電磁屏蔽性能的影響并不是很大。而且隨著孔隙率的增加和孔徑的增大，其電磁屏蔽能力下降。
[0008](5)優(yōu)良的隔熱性能。多孔金屬的熔點(diǎn)、比熱和熱膨脹系數(shù)與基體金屬一致，但導(dǎo)熱系數(shù)很低，且隨著相對(duì)密度的減小呈指數(shù)下降趨勢(shì)，具有優(yōu)良的隔熱性能。
[0009]由于多孔金屬材料具有諸多的優(yōu)越性能，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防高科技等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在汽車(chē)、航空航天、船舶、鐵道機(jī)車(chē)、精密機(jī)械、精密電子、建筑等行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前制備多孔金屬材料有如下方法:
[0010]第一種是將金屬粉末或混合金屬粉末與金屬粉末質(zhì)量0.5~5%的發(fā)泡劑TiH2混合，在真空度大于5X10_3Pa，溫度500~550°C，保溫2~4小時(shí)下發(fā)泡，在600~1800°C燒結(jié)2~6小時(shí),并軋制成形板材。
[0011]第二種是采用擠出機(jī)成型的制備方法，將粘結(jié)劑和金屬粉末加溫混煉，粘結(jié)劑可以使喂料便于擠出成型。通過(guò)擠出機(jī)成型植絲，然后針對(duì)粘合劑進(jìn)行脫脂，利用熔點(diǎn)不同的原理，熔化植絲，從而形成小孔。
[0012]第三種是將微米級(jí)金屬粉末、水及有機(jī)粘接劑混合并進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬蟮玫浇饘贊{料，將有機(jī)通孔海綿浸入到上述漿料中，獲得浸漿多孔體，并對(duì)浸漿多孔體進(jìn)行干燥。在浸漿多孔體的連通空隙間充入陶瓷顆粒，利用機(jī)械振動(dòng)使顆粒充填緊密，在氣氛保護(hù)爐或真空爐中加熱使有機(jī)物脫除，再進(jìn)行燒結(jié)，除去陶瓷顆粒。干燥后再進(jìn)行第二次燒結(jié)。
[0013]第四種是以金屬氧化物粉末為原料，采用常規(guī)方法添加造孔劑后經(jīng)壓制和燒結(jié)制備的金屬坯料，以金屬坯料為陰極，石墨為陽(yáng)極，CaCl2為電解質(zhì)，在氬氣保護(hù)條件下熔鹽電解4~30h，得到多孔金屬制品。
[0014]第五種是采用SLM快速成型法。
[0015]以上這些多孔金屬材料的制備方法存在以下問(wèn)題:
[0016]A.制備的多孔金屬材料的孔形、孔徑、孔隙等要素不易控制而導(dǎo)致組織不均勻，嚴(yán)重影響其性能，都屬于非規(guī)則多孔金屬材料；
[0017]B.上述制備工藝主要是針對(duì)泡沫鋁的，針對(duì)性強(qiáng)，不適合于其他多孔金屬材料的制備；
[0018]C.目前多孔金屬材料(主要是泡沫鋁)的制備方法雖然較多，但制備工藝都比較復(fù)雜，成本都比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法。旨在解決現(xiàn)有制備多孔金屬材料孔隙尺寸和分布不均勻、其制備方法難控制多孔金屬材料孔隙的尺寸 和分布、且工藝復(fù)雜、成本高的技術(shù)問(wèn)題。
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0021]一種規(guī)則多孔金屬材料，包括若干金屬單元胞體，所述金屬單元胞體為空心的多面體，且相鄰兩兩所述金屬單元胞體陣列疊加連接為一體。
[0022]以及，一種規(guī)則多孔金屬材料的制備方法，包括如下步驟:
[0023]制備上述的金屬單元胞體，且所述金屬單元胞體為空心的多面體；
[0024]將所述金屬單元胞體沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加連接為一體。
[0025]以及，上述規(guī)則多孔金屬材料在航空航天、高鐵、汽車(chē)吸能設(shè)備，船舶、航空航天、建筑聲學(xué)設(shè)備，隔熱、電磁屏蔽設(shè)備和精密機(jī)床以及儀表設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述規(guī)則多孔金屬材料中的空心多面體金屬單元胞體賦予了其多孔金屬材料特性。更重要的是，該空心多面體金屬單元胞體連接為一體，使得該規(guī)則多孔金屬材料的孔隙尺寸和分布均勻，從而使得其具有更加優(yōu)異的沖擊能量吸收能力、阻尼減振能力、聲學(xué)性能、電磁屏蔽性能、隔熱性能機(jī)械性能等。
[0027]上述規(guī)則多孔金屬材料制備方法采用先制備空心多面體金屬單元胞體，然后將該空心多面體金屬單元胞體進(jìn)行陣列疊加連接為一體，使得該規(guī)則多孔金屬材料的孔隙分布均勻，一致性高。又由于該空心多面體金屬單元胞體的空腔體大小可控，從而使得該規(guī)則多孔金屬材料的孔隙大小可控，且均勻。另外，該方法可以方便選用多種金屬材料為原料進(jìn)行制備，其適應(yīng)性廣，而且其工藝簡(jiǎn)單，使其生產(chǎn)效率高，有效降低了其生產(chǎn)成本。其次，該空心多面體金屬單元胞體可被制成不同結(jié)構(gòu)和尺寸，因此可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)制備不同規(guī)格的規(guī)則多孔金屬材料，滿足不同的需求?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例正方體金屬單元胞體的展開(kāi)示意圖(或裁剪圖)；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的正方體金屬單元胞體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例由圖2所示的正方體金屬單元胞體陣列疊加形成的規(guī)則多孔金屬材料結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3b為圖3a所示的規(guī)則多孔金屬材料A處的局部放大圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例Kelvin十四面體金屬單元胞體的展開(kāi)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例半Kelvin十四面體結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖5a為上半Kelvin十四面體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b為與上半Kelvin十四面體相對(duì)應(yīng)的下半Kelvin十四面體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施的Kelvin十四面體金屬單元胞體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7為本發(fā)明實(shí)施例由圖6所示的Kelvin十四面體金屬單元胞體陣列疊加形成的規(guī)則多孔金屬材料結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8為圖7所示的規(guī)則多孔金屬材料B處的局部放大圖，其中，Kelvin十四面體金屬單元胞體是按照正交排列疊加連接；
[0038]圖9為圖7所示的規(guī)則多孔金屬材料B處的局部放大圖，其中，Kelvin十四面體金屬單元胞體是按照交錯(cuò)排列疊加連接；
[0039]圖10為制備含正方體金屬單元胞體的規(guī)則多孔金屬材料制備方法工藝流程示意圖；
[0040]圖11為制備含Kelvin十四面體金屬單元胞體的規(guī)則多孔金屬材料制備方法工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種孔隙尺寸和分布均勻的規(guī)則多孔金屬材料2，其結(jié)構(gòu)如圖2、圖3、圖6-9所示。該規(guī)則多孔金屬材料2包括若干金屬單元胞體1，該金屬單元胞體I為空心的多面體，且相鄰兩兩所述金屬單元胞體I采用陣列疊加的方式連接為一體。
[0043]為了提高該規(guī)則多孔金屬材料2孔隙尺寸的一致性，該金屬單元胞體I選用結(jié)構(gòu)和尺寸相同的多面體進(jìn)行陣列疊加連接為一體。
[0044]上述規(guī)則多孔金屬材料2實(shí)施例中，該空心多面體結(jié)構(gòu)的金屬單元胞體I可以是空心的三面體、四面體、、、十四面體等等結(jié)構(gòu)。當(dāng)然該空心的多面體可以是空心的正多面體也可以是空心的非規(guī)則多面體。
[0045]在一實(shí)施例中，上述金屬單元胞體I為空心的正方體(正方體金屬單元胞體11)，如圖2所示。此時(shí)，該規(guī)則多孔金屬材料2是由該空心的正方體金屬單元胞體11沿著三維空間方向陣列疊加連接而成，從而形成結(jié)構(gòu)如圖3a所示的規(guī)則多孔金屬材料21。應(yīng)該理解的是，兩兩相鄰的正方體金屬單元胞體11中，正方體金屬單元胞體11的一平面與相鄰的另一正方體金屬單元胞體I的平面連接，如圖3b所示。兩平面連接的方式可以是釬料焊接或者采用膠接。
[0046]在另一實(shí)施例中，上述金屬單元胞體I為Kelvin十四面體(Kelvin十四面體金屬單元胞體12),如圖6所示。此時(shí),該空心的Kelvin十四面體金屬單元胞體12沿著三維空間方向陣列疊加連接成如圖7所示的規(guī)則多孔金屬材料22。此時(shí)，該Kelvin十四面體金屬單元胞體12陣列疊加連接成規(guī)則多孔金屬材料22時(shí)，可以有如下兩種實(shí)施例方式:
[0047]第一種陣列疊加方式，Kelvin十四面體金屬單元胞體12是按照如圖8所示的正交排列疊加連接形成規(guī)則多孔金屬材料22。
[0048]第二種陣列疊加方式，Kelvin十四面體金屬單元胞體12是按照如圖9所示的交錯(cuò)排列疊加連接形成規(guī)則多孔金屬材料22。
[0049]在上述兩種陣列疊加方式中，兩兩相鄰的Kelvin十四面體金屬單元胞體12之間的接觸面或點(diǎn)或線可以采用釬料焊接或者采用膠接將其連接為一體。
[0050]上述僅僅是本發(fā)明的兩具體實(shí)施例，只要是按照上述的技術(shù)啟示，將單個(gè)的空心多面體結(jié)構(gòu)的金屬單元胞體按照一定規(guī)則連接為一體所得的規(guī)則或不規(guī)則的多孔金屬材料均在本發(fā)明公開(kāi)的范圍之內(nèi)。
[0051]在優(yōu)選實(shí)施例中，上述各實(shí)施例中金屬單元胞體I的體積大小為立方毫米級(jí)。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，金屬單元胞體I的壁厚為毫米級(jí)。當(dāng)然，該金屬單元胞體I的大小可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所或根據(jù)其作用靈活設(shè)置。同理，上述各實(shí)施例中規(guī)則多孔金屬材料2的整體長(zhǎng)寬高的尺寸也可 以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所或根據(jù)其作用靈活設(shè)置，即可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所或根據(jù)其作用靈活決定金屬單元胞體I陣列疊加的數(shù)量和疊加的方向。
[0052]由上述可知，上述規(guī)則多孔金屬材料2采用單個(gè)的空心多面體結(jié)構(gòu)的金屬單元胞體I按照一定規(guī)則連接而成，其中，該空心多面體結(jié)構(gòu)的金屬單元胞體I賦予了規(guī)則多孔金屬材料2的多孔金屬材料特性。更重要的是，該空心多面體金屬單元胞體I連接為一體，使得該規(guī)則多孔金屬材料2的孔隙尺寸和分布均勻，從而使得其具有更加優(yōu)異的機(jī)械性能、阻尼減振能力、沖擊能量吸收能力、聲學(xué)性能、電磁屏蔽性能和隔熱性能，有效克服了現(xiàn)有多孔金屬材料存在的如【背景技術(shù)】部分闡述的不足。
[0053]相應(yīng)地，針對(duì)上述規(guī)則多孔金屬材料2的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了如下的制備方法，該制備規(guī)則多孔金屬材料2的方法包括如下步驟，同時(shí)敬請(qǐng)參見(jiàn)附圖1-11:
[0054]S01.制備金屬單元胞體I，且所述金屬單元胞體I為空心的多面體；
[0055]S02.將所述金屬單元胞體I沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加連接為一體。
[0056]具體的，上述步驟SOl中的金屬單元胞體結(jié)構(gòu)如上文對(duì)規(guī)則多孔金屬材料2的金屬單元胞體I相同，如可以是空心三面體、四面體、、、十四面體等等結(jié)構(gòu)，具體的如圖2、圖6所示金屬單元胞體1，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。
[0057]其中，作為優(yōu)選實(shí)施例，該金屬單元胞體制備方法為沖壓成型法、脹形法或快速成形法。所制備的金屬單元胞體I體積大小優(yōu)選為立方毫米級(jí)。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，該金屬單元胞體I的壁厚為毫米級(jí)。
[0058]具體的，當(dāng)采用沖壓成型法制備金屬單元胞體I時(shí)，可以如實(shí)施例1、2得到進(jìn)行制備。
[0059]另外，用于制備金屬單元胞體I的材料可以是多孔金屬材料常規(guī)的種類(lèi)，如鋁、青銅、鎳、鈦、不銹鋼等材質(zhì)，且該類(lèi)材質(zhì)的形態(tài)可以是板材、管材金屬板材；采用、金屬粉末等。具體地，采用沖壓成形法制備金屬單元胞體I時(shí)，可選用板材；采用脹形法制備金屬單元胞體I時(shí)，可選用板材管材和板材；采用快速成形法制備金屬單元胞體I時(shí)，可選用金屬粉末。
[0060]上述步驟S02中的金屬單元胞體I陣列疊加連接的方式釬焊或者膠粘。當(dāng)然，隨著技術(shù)進(jìn)步，還可以采用其他方式將金屬單元胞體I陣列疊加連接。只要是延續(xù)本發(fā)明申請(qǐng)的陣列疊加連接金屬單元胞體I技術(shù)手段，均在本發(fā)明公開(kāi)的范圍之內(nèi)。
[0061]因此，上述規(guī)則多孔金屬材料制備方法是先制備空心多面體金屬單元胞體I，然后將該空心多面體金屬單元胞體I進(jìn)行陣列疊加連接為一體，使得該規(guī)則多孔金屬材料2的孔隙分布均勻，一致性高。又由于該空心多面體金屬單元胞體I的空腔體大小可控，從而使得該規(guī)則多孔金屬材料2的孔隙大小可控，且均勻。另外，該方法可以方便選用多種金屬材料為原料進(jìn)行制備，其適應(yīng)性廣，而且其工藝簡(jiǎn)單，使其生產(chǎn)效率高，有效降低了其生產(chǎn)成本。其次，該空心多面體金屬單元胞體可被制成不同結(jié)構(gòu)和尺寸，因此可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)制備不同規(guī)格的規(guī)則多孔金屬材料，滿足不同的需求。
[0062]正因上述各實(shí)施例中的規(guī)則多孔金屬材料2及其制備方法具有上述優(yōu)異的特點(diǎn)，因此，該規(guī)則多孔金屬材料2可廣泛用于隔音、減震、隔熱、電磁屏蔽等領(lǐng)域，并制備相應(yīng)功能的產(chǎn)品。具體地，可以利用其優(yōu)良的吸能性能，可以應(yīng)用于航空航天、高鐵、汽車(chē)等行業(yè)；利用其優(yōu)良的聲學(xué)性能，可應(yīng)用于船舶、航空航天、建筑等領(lǐng)域；利用其優(yōu)良的減震性能，可應(yīng)用于精密機(jī)床、儀 表設(shè)備等；其他的還可應(yīng)用于隔熱、電磁屏蔽等領(lǐng)域。
[0063]現(xiàn)以具體規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0064]實(shí)施例1
[0065]—種含正方體金屬單兀胞體的規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法。該方法包括如下步驟:
[0066]Sll.制備立方體金屬單元胞體11，其制備方法如圖10所示:
[0067]S111.選表面涂有釬焊材料的板材，將板材裁剪成如圖1所示的形狀；
[0068]S112.對(duì)裁剪后的板材采用級(jí)進(jìn)模將該金屬板材折成立方體，得到如圖2所示的體積為5mmX 5mmX 5mm,厚度為0.2mm的金屬單兀胞體11 ；
[0069]S12.將步驟Sll制備的正方體金屬單元胞體11沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加成規(guī)則多孔金屬材料前驅(qū)體；
[0070]S13.將步驟S12制備的規(guī)則多孔金屬材料前驅(qū)體置于釬焊爐中進(jìn)行焊接成結(jié)構(gòu)如圖3所示的規(guī)則多孔金屬材料。
[0071]實(shí)施例2
[0072]—種含正方體金屬單元胞體的規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法。該方法包括如下步驟:
[0073]S21.制備如圖2所示的立方體金屬單元胞體11，其制備方法如同實(shí)施例1中立方體金屬單元胞體11制備方法；不同之處在于本實(shí)施例選用的板材不是表面涂有釬焊材料的板材，而是表面沒(méi)有釬焊材料的普通金屬板材；
[0074]S22.將將步驟S21制備的正方體金屬單元胞體11表面涂覆粘結(jié)劑后沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加，并使得兩兩相鄰的正方體金屬單元胞體11互相膠結(jié)，從而成規(guī)則多孔金屬材料。
[0075]實(shí)施例3
[0076]一種含Kelvin十四面體金屬單元胞體的規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法。該方法包括如下步驟:
[0077]S31.制備Kelvin十四面體金屬單元胞體12，其制備方法如圖11所示:
[0078]S311.選表面涂有釬焊材料的板材，按照如圖4所示的Kelvin十四面體展開(kāi)形狀裁剪，然后采用折彎工藝成形如圖5所示的上下兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的半Kelvin十四面體；
[0079]S312.按照Kelvin十四面體的形狀要求，將兩個(gè)上下兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的如步驟S311中形成的半Kelvin十四面體進(jìn)行焊接為一體，形成如圖6所示的Kelvin十四面體金屬單元胞體12 ；
[0080]S32.將步驟S31制備的Kelvin十四面體金屬單元胞體12沿三維空間方向按照如圖8所示的正交陣列疊加成規(guī)則多孔金屬材料前驅(qū)體；
[0081]S33.將步驟S32制備的規(guī)則多孔金屬材料前驅(qū)體置于釬焊爐中進(jìn)行焊接成結(jié)構(gòu)如圖7所示的規(guī)則多孔金屬材料。
[0082]實(shí)施例4
[0083]—種含正方 體金屬單兀胞體的規(guī)則多孔金屬材料及其制備方法。該方法包括如下步驟:
[0084]S41.制備如圖2所示的立方體金屬單元胞體11，其制備方法是以金屬粉為原料，采用現(xiàn)有的商業(yè)化的快速成形機(jī)(或者稱(chēng)3D打印機(jī))可直接成形(打印)出單個(gè)立方體金屬單元胞體11 ；
[0085]S42.將將步驟S41制備的正方體金屬單元胞體11表面涂覆粘結(jié)劑后沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加，并使得兩兩相鄰的正方體金屬單元胞體11互相膠結(jié)，從而成規(guī)則多孔金屬材料。
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種規(guī)則多孔金屬材料，包括若干金屬單元胞體，所述金屬單元胞體為空心的多面體，且相鄰兩兩所述金屬單元胞體陣列疊加連接為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的規(guī)則多孔金屬材料，其特征在于:所述金屬單元胞體為空間結(jié)構(gòu)和尺寸相同的多面體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的規(guī)則多孔金屬材料，其特征在于:所述金屬單元胞體為正四面體或Kelvin十四面體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的規(guī)則多孔金屬材料，其特征在于:所述金屬單元胞體為Kelvin十四面體，且若干所述金屬單元胞體是正交排列或交錯(cuò)排列連接為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的規(guī)則多孔金屬材料，其特征在于:所述金屬單元胞體體積為立方毫米級(jí)；和/或所述金屬單元胞體的壁厚為毫米級(jí)(應(yīng)該為1mm以下，0.1-0.5mm)。
6.一種規(guī)則 多孔金屬材料的制備方法，包括如下步驟: 制備如權(quán)利要求1-5中任一所述的金屬單元胞體，且所述金屬單元胞體為空心的多面體； 將所述金屬單元胞體沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加連接為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的規(guī)則多孔金屬材料的制備方法，其特征在于:制備所述金屬單元胞體的方法為沖壓成形法、脹形法或快速成形法。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的規(guī)則多孔金屬材料的制備方法，其特征在于:所述金屬單元胞體為Kelvin十四面體,所述Kelvin十四面體的金屬單元胞體制備方法包括如下步驟: 按照Kelvin十四面體模型,將金屬材料經(jīng)沖裁、折彎與落料處理形成第一半Kelvin十四面體； 將另一金屬材料經(jīng)沖裁、折彎與落料處理形成第二半Kelvin十四面體，所述第二半Kelvin十四面體與所述第一半Kelvin十四面體對(duì)稱(chēng)； 將所述第一半Kelvin十四面體與第二半Kelvin十四面體連接為一體，形成閉合的所述Kelvin十四面體的金屬單元胞體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的規(guī)則多孔金屬材料的制備方法，其特征在于:所述金屬單元胞體沿三維空間方向進(jìn)行陣列疊加連接的方式為釬焊或者膠粘。
10.如權(quán)利要求1-5任一所述的規(guī)則多孔金屬材料或如權(quán)利要求6-9任一所述的規(guī)則多孔金屬材料制備方法制備的規(guī)則多孔金屬材料在航空航天、高鐵、汽車(chē)吸能設(shè)備，船舶、航空航天、建筑聲學(xué)設(shè)備，隔熱、電磁屏蔽設(shè)備和精密機(jī)床以及儀表設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104032157SQ201410255738
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】何凱, 李赳華, 黨曉兵, 杜如虛 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院