本发明涉及一种泡沫铝材料及其制备方法，尤其涉及一种负泊松比开孔泡沫铝材料及其制备方法。
背景技术：
负泊松比材料又称为拉胀材料(auxetic)，是一类泊松比为负数的特殊材料，当材料发生拉伸变形时，垂直于载荷的方向会发生侧向膨胀；而当材料发生压缩变形时，垂直于载荷的方向会发生侧向收缩。由于负泊松比材料具有独特的负泊松比特性和材料集中效应，使其在剪切模量、抗断裂韧性、压痕阻力以及能量吸收和抗冲击性能方面都比相同组成、相同密度的正泊松比材料更加优异。目前用于防护结构的负泊松比材料主要为负泊松比微结构材料，大多数细观结构呈内凹状，尽管其具有很强的抗冲击性能，但是其加工方法的复杂性以及高昂的成本限制了其进一步应用的可能性。
另一方面，泡沫铝是一种以铝或铝合金为骨架、含大量胞孔的三维多孔金属材料，具有低密度、高比刚度、缓冲抗震、耐腐蚀以及独特的表面效应等优点，而且其多孔结构和金属特性让泡沫铝在能量吸收、吸音隔音和电磁屏蔽等方面具有优异的性能，使其在汽车、航空、建筑等方面得到了广泛的应用。泡沫铝按照胞孔单元是否相互连通可分为开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝两大类，由于开孔泡沫铝连通的孔隙结构，使其在吸声方面得到广泛使用，闭孔泡沫铝由于孔隙是相互独立性的，通常用于隔音，此外闭孔泡沫铝的比刚度、比强度相比于开孔泡沫铝更高，缓冲吸能特性也更强。闭孔泡沫铝主要是通过熔体发泡法、注气发泡法以及粉末冶金法等方法进行制备，在产生气泡时要确保气泡相对稳定并且不溢出，开孔泡沫铝则主要是通过渗流铸造法和熔模铸造发进行制备。对于泡沫铝材料，相对密度是其一个重要的结构特征参数，它对泡沫铝材料的力学性能(如杨氏模量、屈服强度等)有较大影响。相对密度越大，其强度越高。
泡沫铝的泊松比为正值，若能通过一定的制备方法使其负泊松比变为负值，则独特的负泊松比特性能使其受到冲击载荷作用时，材料会从四周自动集中于加载处，提高了局部的相对密度，从而进一步提高局部强度，使材料能够通过吸收更多的能量。此外负泊松比开孔泡沫铝的刚度也会随着冲击载荷的增加而非线性的提高，能够承受更大的载荷，因此具有巨大的科学和工程意义。
当泡沫铝材料作为一种缓冲吸能部件或材料使用时，本发明所涉及到负泊松比开孔泡沫铝是通过传统正泊松比开孔泡沫铝制备而成，其内部元胞壁呈现内凹状，所以可以实现单位长度材料微观结构中更小的孔隙空间，这不仅可以提高泡沫铝
声明：
“负泊松比开孔泡沫铝材料及其渗流铸造制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：南京航空航天大学
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2025年05月23日 ~ 25日 
