摘 要

汽车在给人们带来便利的同时带来了石油资源的过度消耗及全球环境的日益恶化等问题，有研究学者指出汽车轻量化可解决以上问题。多孔金属材料具有轻质、隔热、减振、降噪、抗冲击等优点，在汽车轻量化进程中有很好的应用前景。

本文首先综述多孔金属材料的制备工艺及其优缺点和适用范围；然后总结多孔金属材料的性能，对其研究现状进行举例；之后总结多孔金属材料在汽车领域的应用现状；最后对多孔金属材料的发展方向、汽车材料的发展要求及多孔金属材料在汽车上的应用前景做出展望。

研究结果表明：多孔金属材料符合汽车轻量化的发展方向，在汽车制造领域具有良好的前景。

本文的特色在于：结合汽车轻量化的发展趋势，总结多孔金属材料研究进展，对多孔金属材料在汽车上的应用做出展望，具有一定的参考意义。

关键词：多孔金属材料；制备；性能；应用；汽车

Abstract

As the automobile brings convenience to the people, it also brings about the excessive consumption of oil resources and the deterioration of the global environment. Some researchers have pointed out that automobile lightweight technology can solve the above problems. Porous metal materials have the advantages of light weight, heat insulation, vibration reduction, noise reduction and impact resistance, which have a good application prospect in the process of vehicle lightweight.

This article first summarizes the preparation, their advantages and disadvantages, and the application of porous metal materials. Then it summarizes the properties of porous metal materials and gives an example of their research status. After that, it summarizes the application status of porous metal materials in the automotive field. Finally, the prospects for the development of porous metal materials, the development requirements of automotive materials and the application prospects of porous metal materials in automobiles are forecasted.

The research results show that porous metal materials conform to the development direction of vehicle lightweight and have good prospects in the field of automobile manufacturing.

The characteristic of this article are as follows: combining the development trend of car lightweight, summarizing the research progress of porous metal materials and prospecting the application of porous metal materials in automobiles. It has certain reference significance.

Keywords：Porous metal materials; Preparation; Properties; Applications; Automotive

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究的背景 1

1.2 课题研究的意义 2

1.3 研究的主要内容 2

第2章 多孔金属材料的定义及其制备工艺 4

2.1 多孔金属材料的定义 4

2.2 多孔金属材料的制备工艺 4

2.3 我国多孔金属材料制备工艺的研究现状 8

第3章 多孔金属材料的性能及应用 9

3.1多孔金属材料的结构性能 9

3.2多孔金属材料的功能性能 11

第4章 多孔金属材料在汽车上的应用 17

4.1 多孔金属材料在汽车上的应用结构 17

4.2 多孔金属材料在汽车上的应用实例 18

第5章 多孔金属材料在汽车上的应用展望 20

5.1 多孔金属材料的发展趋势 20

5.2 汽车材料的发展方向 21

5.3多孔金属材料在汽车上的应用前景 21

结 论 22

参考文献 23

致 谢 25

第1章 绪论

1.1课题研究的背景

汽车作为现代交通中不可或缺的一种工具，给出行带来了很多便利，极大地提高了人们的生活效率，近年来发展极为迅速。截止2017年底，我国汽车保有量已高达3.1亿辆。汽车的高速发展在促进社会经济增长的同时也给全球资源环境带来了很多负面影响。其中汽车尾气污染更是社会的一大热点问题。汽车尾气中的CO及CO₂等温室气体，是造成全球变暖的一大根源；汽车尾气中还含有大量如一氧化氮、二氧化硫、铅化合物、固体颗粒等有害气体会直接造成空气污染，危害人类的身体健康。据有关专家研究表明，汽车尾气的排放主要集中在0.3米至2米之间，这刚好是人体的呼吸范围，会直接性被人体吸收进而会伤害人体呼吸道，使呼吸系统的免疫力下降，从而会引发慢性气管炎、支气管炎等疾病；尾气中的苯类物质更是强致癌物质（特别是肺癌），易引发肺癌、甲状腺癌、乳腺癌等疾病，对人类的生命造成威胁。

面对这些问题，很多专家研究表明：汽车轻量化有望缓解此类问题^[1]。据相关资料显示，汽车整车重量每降低10%，平均燃油效率可提高6%-8%。燃油消耗减少自然会降低汽车尾气排放。汽车轻量化不仅可以保护环境，更会促进国民经济的增长。如美国在2011年到2016年之间，汽车的燃油消耗率从8.6L/100km，降低到6.6L/100km，经济增长30%，可见汽车轻量化拥有巨大的潜在效益^[1]。

近年来各大汽车厂商都致力于寻找研究新型汽车材料，以在不影响汽车性能的情况下降低汽车的重量，从而实现汽车的轻量化。多孔金属材料是一种近些年逐步兴起的新型材料，从它的名字上就可以看出，这是一种存在一定数量的孔径和规格的孔隙的金属材料。换言之，多孔金属材料是一种金属和气相相结合的新型金属材料，所以它兼具多孔材料和金属的双重性能。作为金属材料，它延续了金属材料一向的耐高温、导热导电、强度高等特点；作为多孔材料，它比一般金属更加轻质、吸能吸声效果更好^[2]。多孔金属材料以其优秀的性能已被应用于军事、工业、建筑、生物医学等多个领域。2016年，徐萍等人通过实验研究多孔铝泡沫夹心汽车顶盖板性能发现，对比原型顶盖板，其重量减轻了32.7%，静载荷作用下的最大应力和最大位移均减少20%，在高空坠物、倾翻的试验中，最大应力分别减少6.0%和27.8%，最大位移分别减少35.9%和20.7%^[2]。可见，多孔材料在满足汽车轻量化的同时还可以提高汽车的安全性。除此之外，多孔金属材料的拥有的吸声性能可以作为消音材料从而解决汽车的噪音污染问题；吸能性能可以作为汽车的碰撞部位零部件从而保证驾驶人的安全；泡沫铝、泡沫镁等的可回收特性可以解决废弃车辆数量庞大且不易处理的问题。