【正文】 而成,孔隙的大小和分布以及孔隙率大小取決于粉末粒度組成和加工工藝。3 金屬沉積法金屬沉積法就是采用化學(xué)的或物理的方法把欲得泡沫金屬的金屬物沉積在易分解的有機(jī)物上,可分為電沉積和氣相沉積兩種。 電沉積法電沉積是用電化學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)制備,它主要由4個(gè)步驟組成:(1)以泡沫有機(jī)物為基體,由于它不導(dǎo)電,故須在酸性條件下用強(qiáng)氧化劑對(duì)有機(jī)物進(jìn)行腐蝕,使其表面變得易于被水潤(rùn)濕并產(chǎn)生微痕,常用的氧化劑為H2Cr2OH2SOH3PO4的混合物,這一步驟常稱為粗化；(2)粗化后用PdCl2 溶液中的Pd2+對(duì)表面進(jìn)行催化,稱為活化；(3)放入鍍液進(jìn)行化學(xué)鍍,得到均勻地附著于與有機(jī)物表面導(dǎo)電的金屬層,鍍液中含有金屬離子和還原劑,常見(jiàn)的鍍層有Cu、Ni、Fe、Co、Ag、Au和Pd；(4)最后將經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍處理的有機(jī)物進(jìn)行電鍍得到所需要種類的金屬和厚度。必要時(shí)可把有機(jī)物在高溫下進(jìn)行處理使其分解。Pd 較為昂貴,活化時(shí)加入PdCl2 會(huì)導(dǎo)致泡沫金屬的生產(chǎn)成本較高,此外Pd2 + 離子吸附在高分子材料表面又具有催化作用,會(huì)加速化學(xué)鍍液的分解使穩(wěn)定性變差,故可采用Pd 的代用品或進(jìn)行無(wú)Pd 活化工藝的研究,有的已取得了較為理想的效果。 氣相沉積法泡沫金屬也可以由氣態(tài)的金屬或金屬?gòu)?fù)合體來(lái)制得。固態(tài)的基體是必須的,因?yàn)樗梢哉f(shuō)明泡沫金屬產(chǎn)生的幾何學(xué)。以泡沫鎳的制備為例,通過(guò)Ni+4CO→Ni(CO)4 的反應(yīng)。當(dāng)加熱到120℃以上時(shí),Ni(CO)4 分解為金屬Ni和CO,在分解過(guò)程中,Ni沉積在泡沫體表面上即為所要制備的產(chǎn)物。4 多孔金屬材料的應(yīng)用由于多孔金屬材料具有輕質(zhì)、比表面積大等特點(diǎn),又集結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特點(diǎn)于一身,所以多孔金屬材料的應(yīng)用范圍很廣。 多孔金屬材料作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用多孔金屬材料作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在汽車行業(yè)、船舶行業(yè)、鐵路行業(yè)三大行業(yè)。而在這三大行業(yè)中,多孔金屬材料主要扮演著能量吸收材料和減振材料的角色。此外,多孔金屬材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有應(yīng)用。(1)能量吸收材料多孔金屬材料可用作能量吸收材料。例如，泡沫鋁材作為能量吸收材料已廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，它在汽車制造中的應(yīng)用多為三明治式的三夾板,即芯層為泡沫鋁或泡沫鋁合金,上下層為鋁板或其他金屬薄板。(2)減振材料 多孔金屬材料具有優(yōu)良的抗沖擊性能,因此它可作為減振材料。超輕質(zhì)泡沫鎂是密度最低的輕質(zhì)金屬材料,并且具有很高的減振能力。此外,在發(fā)生碰撞時(shí),泡沫鎂合金能有效地吸收沖擊能。(3)生物材料因?yàn)槎嗫撞牧暇哂虚_(kāi)放多孔狀結(jié)構(gòu),允許新骨細(xì)胞組織在內(nèi)生長(zhǎng)及體液的傳統(tǒng)。尤其是多孔材料的強(qiáng)度及楊氏模量可以通過(guò)對(duì)孔隙率的調(diào)整同自然骨相匹配。多孔鈦對(duì)人體無(wú)害且具有優(yōu)良的力學(xué)性能和生物相容性,已被用作植入骨用生物材料。多孔鎂因具有生物降解及生物吸收特性也被列入植入骨用生物材料的行列。三、多孔金屬材料作為功能材料的應(yīng)用用傳統(tǒng)的粉末冶金法制備的多孔金屬材料作為功能材料的應(yīng)用很廣泛,就目前來(lái)看,其應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。利用高孔隙率的多孔金屬材料作電極是電池電極行業(yè)的一大發(fā)展。例如，泡沫鎳可以作為電化學(xué)反應(yīng)堆中的電極材料還可以作可充電的NiCd 電池。多孔金屬材料具有優(yōu)良的滲透性,因此過(guò)濾與分離又是其應(yīng)用的一大熱點(diǎn)。多孔金屬材料的孔道對(duì)液體有阻礙作用,從而能從液體中過(guò)濾分離出固體或懸浮物。目前使用最廣的金屬過(guò)濾器材料是多孔青銅和多孔不銹鋼。泡沫金屬在韌性和熱導(dǎo)率方面的優(yōu)勢(shì),是催化載體材料的又一選擇。如將催化劑漿料涂于薄的泡沫金屬片表面,然后通過(guò)成型(如軋制)和高溫處理, 可以用于電廠廢氣氮氧化物(NOX)等的處理。 多孔金屬材料具有如此好的能量吸收的性能,因此它也是一種很好的消音材料。泡沫鋁由鋁質(zhì)骨架和氣孔組成,它質(zhì)輕并具有一定的強(qiáng)度,具有吸聲、耐火、防火、減震、防潮、無(wú)毒等優(yōu)良的特性。因此,泡沫鋁是一種綜合性能良好的多孔性吸聲材料。泡沫金屬材料作為一種新材料,不僅被工業(yè)界的人士所重視,而且也受到了設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家們的重視。與普通材料相比,在裝飾領(lǐng)域,泡沫金屬材料可以給人們一種獨(dú)特的視覺(jué)效果。以金、銀為基體的泡沫材料被認(rèn)為是一種有很大潛力的珠寶材料,它可以給人們帶來(lái)意想不到的利潤(rùn)。泡沫鋁已被用來(lái)制作奇特的家具、鐘表、燈具等。多孔金屬材料的孔道對(duì)電磁波有很好的吸收能力,因此可以用作電磁屏蔽材料。在石油化工、冶金等工業(yè)中,青銅、鎳、蒙乃爾合金、不銹鋼等粉末燒結(jié)多孔材料應(yīng)用于流體分布板。多孔金屬材料還用于流體控制。最近大量應(yīng)用的是在自動(dòng)化系統(tǒng)中作為信號(hào)的控制延時(shí)器。用多孔金屬材料作為燈芯材料,用多孔青銅作鑄模中的排氣塞,可提高鑄錠質(zhì)量。用多孔鈦?zhàn)鳛楹Ｋ烎~(yú)魚(yú)餌。在日本,多孔鐵已被用作一種去臭材料。泡沫材料已經(jīng)成為建筑物、高速列車電機(jī)室、無(wú)線電錄音室等建筑內(nèi)經(jīng)常使用的吸音材料、裝飾材料。由于具有質(zhì)量輕和能量吸收的特點(diǎn),多孔金屬材料還可以應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。具有開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的多孔金屬材料還可以起到凈化水的作用,因此被用于污水處理行業(yè)中。鋰離子電池一、介紹鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則 相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。二、發(fā)展歷史1970年，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個(gè)鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。鋰離子電池(Liion Batteries)是鋰電池發(fā)展而來(lái)。1982年伊利諾伊理工大學(xué)(the Illinois Institute of Technology)，此過(guò)程是快速的，并且可逆。與此同時(shí)，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個(gè)可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。、具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過(guò)充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。1989年。1992年日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過(guò)程中，沒(méi)有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。此類以鈷酸鋰作為正極材料的電池，至今仍是便攜電子器件的主要電源。1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳統(tǒng)的正極材料更具安全性，尤其耐高溫，耐過(guò)充電性能遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)鋰離子電池材料。因此已成為當(dāng)前主流的大電流放電的動(dòng)力鋰電池的正極材料?？v觀電池發(fā)展的歷史，可以看出當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個(gè)特點(diǎn)，一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉(zhuǎn)化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實(shí)現(xiàn)可充電池的薄形化。正因?yàn)殇囯x子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量高，可充且無(wú)污染，具備當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點(diǎn)，因此在發(fā)達(dá)國(guó)家中有較快的增長(zhǎng)。電信、信息市場(chǎng)的發(fā)展，特別是移動(dòng)電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來(lái)了市場(chǎng)機(jī)遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將逐步取代液體電解質(zhì)鋰離子電池，而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽(yù)為 “21世紀(jì)的電池”，將開(kāi)辟蓄電池的新時(shí)代，發(fā)展前景十分樂(lè)觀。2015年3月，日本夏普與京都大學(xué)的田中功教授聯(lián)手成功研發(fā)出了使用壽命可達(dá)70年之久的鋰離子電池。此次試制出的長(zhǎng)壽鋰離子電池，體積為8立方厘米。并且夏普方面表示，此長(zhǎng)壽鋰離子電池實(shí)際充放電1萬(wàn)次之后，其性能依舊穩(wěn)定。三、組成部分鋰離子電池雖然形狀各不相同，但其組成部分主要為以下幾個(gè)部分： 活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料，電動(dòng)自行車則普遍用鎳鈷錳酸鋰（俗稱三元）或者三元+少量錳酸鋰，純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導(dǎo)電極流體使用厚度1020微米的電解鋁箔。一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過(guò)，而電子不能通過(guò)。 活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，導(dǎo)電集流體使用厚度715微米的電解銅箔。溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液。分為鋼殼（方型很少使用）、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）、鋁塑膜（軟包裝）等，還有電池的蓋帽，也是電池的正負(fù)極引出端。參考文獻(xiàn)[J].化工新型材料, 1986, 6: K [J].國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào), 2005(2): , [M].化學(xué)工業(yè)出版社, Y, LIANG Polymer Materials[J].Shanxi Chemical Industry, 2005, 4: S, Mayer J, Wintermantel E, et applications of polymerposite materials: a review[J].Composites science and technology, 2001, 61(9): [J].化工新型材料, 2001, 29(9): [J].中國(guó)醫(yī)療器械信息, 2004, 10(4): applications of polymeric materials[M].CRC, , [J].山西化工, 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