第28卷 第4期1999年 8月
稀有金属材料与工程
RA R E M ETAL M A T ER I AL S AND EN G I N EER I N G
V o l . 28, N o 14
A ugust 1999
泡沫金属电阻率的计算方法
刘培生 李铁藩 付 超 吕 明
(中国科学院金属腐蚀与防护研究所 沈阳 110015)
α
摘 要 , 而其电阻率在这两方面都比较困难。, 并与有关计算公式一起进行应用分析, , 从而为多。料[1～4], 相应的制造方法一般采用有机泡沫沉积金属法[2, 5～8], 并能方便地进行连续性生产, 所得产品结构
均匀, 孔隙连通, 孔率一般在99%左右。其中作为典型代表的泡沫镍, 是一种性能非常优异的高孔率电极基体材料, 目前已广泛用于高效电池和其它一些电极过程。电阻率是电极材料基本而重要的性能指标, 有时甚至是关键指标, 所以, 高性能电极材料的设计, 必然要对其作出较为精确的量值规定。但是, 以电阻率参数直接控制泡沫金属的制备相当困难, 同时, 产品电阻率直接检测本身也比较麻烦。相对于电阻率参数, 泡沫金属的孔率控制却较为容易, 而且孔率测量方法多样, 其中一些非常简便。因此, 如果找出电阻率与孔率的数学关系, 对电极材料的设计和产品性能指标的生产控制是大为有利的。本文针对上述高孔率材料的结构特征, 提出了利用孔率计算高孔率泡沫金属电阻率的新理论公式, 并和关于这方面已有的计算公式一同对泡沫镍作应用效果分析比较, 得出了比较好的计算方法, 可作实际运用。
均孔隙率。
关于多孔体的类似计算式, 早已有之, 这一般是以孔率不很高的粉末冶金多孔金属材料为对象, 其中有可能在高孔率下应用的主要有[9]:
①多孔体传导性与孔率关系式
Κ= Κ0
2K +Η
写成电阻率形式, 即
(2) Θ= Θ0
) 2K (1-Η
式中Θ和Θ0是多孔和致密材料的电阻率, Η是孔率, K 是决定于材料组织因素的常数。
②O ndracek 等关于各向同性含孔材料传导性与孔率关系式
) 2Κ=ΚΗ0(1-写成电阻率形式, 即
Θ=
式中符号意义同(2) 式。112新推公式
(1-Η)
2
(3)
1 计算公式简介
111既有公式
切中本题的计算公式, 首先是S 1L anglo is 和
[4]
F . Coeu ret 关于电化学沉积型泡沫镍表观电阻率与孔率的半经验关系式:
(1) Θ= Θ0
1-Η
式中Θ为泡沫镍电阻率, Θ0为致密镍电阻率, Η为平
α
鉴于目前尚缺乏相应电阻率理论计算公式的实
际情况, 本文试图从结构模型入手进行分析, 推导出对应的电阻率与孔率理论关系式。11211分析模型
结构均匀的高孔率多孔材料(如泡沫镍) , 系由丝体按立方体对角线方式连结而成。这种三维网状结构是大量体心立方晶格式的八面体孔隙单元(见图1a , 该结构可使多孔体在3个相互垂直的方向具有等同性) 集合, 单元八面体的中心对称轴方向(图1a 中的
联系人:刘培生, 男, 30岁, 助研, 博士, 中国科学院金属腐蚀与防护研究所, 沈阳 110015, 电话:[1**********]3
4期刘培生等:泡沫金属电阻率的计算方法・261・
箭头方向) 为多孔体的导电方向, 拆分单元八面体所得其等效电路见图1b
。
F ig 11 r the electrical resistivity of m etal foam s
(a ) U nit 2octahedron structural model
(b ) circuit of the unit octahedron , w here R 1, R 2and R 3are the
electrical resistivities of half node , 1 4node , and the edge , respectively
11212推导结果
比后者具备更宽广的使用范围。更重要的是, 前者为基于分析模型的理论推导式, 有其较广的理论意义,
而后者为半经验式, 相对来说比较局限。
运用几何方法并用有关电学概念对单元八面体进行等效电路(图1b ) 近似计算和推导得出:
(4) Θ=1-01121 (1-Η
Θ0) 2 1-Η式中Θ和Θ′0分别为泡沫和致密金属的电阻率, Η和Η
分别为泡沫金属的总孔率和主孔率(由金属丝连接构成的金属丝外部那些贯通孔隙的孔率) 。
当金属丝为实心或内部空洞缺陷占有率比主孔率小得多时, 即Η′=Η或Η′≈Η(对一般泡沫镍都可认
) , 上式可简化为:为Η′≈Η
Θ=
・Θ0) 2・1-Η1-01121・(
1-Η
2 公式应用及结果
211应用材料
实验材料采用聚醚类有机海绵电镀方法制备的
泡沫镍, 其工艺流程主要为将清洁的海绵浸导电胶后电镀, 再在还原性气氛中热分解有机基体, 所制泡沫镍厚度为2mm ～3mm , 孔率为90%～99%。212实际检测和公式计算
(5)
上述公式是以假设状态的规则结构为前提进行推导的, 未考虑实际状态的细微构造和缺陷等形态的复杂性对电阻率性能的影响。因为这些因素主要受制取多孔体的材质和实际工艺过程所影响, 故应将上述公式用表征材料种类和制备工艺条件的常数加以修正。通过最简单的系数相乘方式进行修正后, 上两式依次变为:
(6) Θ=K 1-01121・(1-
Η・Θ0) 2・1-Η(7) Θ=K 1-01121・(
1-Η・Θ0) 2・1-Η
式中K 为主要取决于制备工艺和材料种类的系数,
采用双电桥法测定电阻率。样品宽1c m 、检测长度16c m , 全取纵方向。不同孔率的样品各测4件, 取算术平均值。于20℃恒温室内测试, 结果列于表1。
根据公式(1) , 其应用效果可纳入
Θ=
1-Η
Θ0
(8)
式中K 是随制备工艺和材质而定的常数。
因为(3) 式计算值与实测结果偏差很大, 为体现公平, 也用一个表征工艺方法的系数对其进行简单的相乘修正, 即有
(9) Θ=K 2(1-Η)
将表1中的有关实测数据依次代入公式(2) 和公
-9
式(7) ～(9) , 并借用手册[10]提供的Θ0=68144×108m , 得出相应的系数后各自代回, 得:
(2′) =・0Θ) Θ01522(1-Η
它与孔率无关。当材料各向异性时, K 值还与取向有
关。
新推公式与已有公式(1) 有着相同的分母项, 但前者在分子位置多一个孔率影响项, 故形式上比后者更精确。而前者(新推公式) 置以工艺材质修正系数,
・262・
=019781-01121・(1-Η・ΘΘ0) 2・1-Η
稀有金属材料与工程28卷
(7′)
=Θ
・Θ0
1-Η
(8′) (9′)
) 和(7′) ～(9′) 的计算结果同列于表1, 将公式(2′
并以电阻率实测值为基准, 作公式计算值的偏差和相对偏差比较。
=01581×Θ
(1-Η) 2
表1 电阻率的实测结果和公式计算值
Table 1 M easured and calculated values of electr ical N o
[1**********]5
(2′)
[1**********]-11415-4812-2115-[***********]
(7′) ) (8′(9′) ) (2′
[***********][***********]9312-[***********]215
[***********][1**********]-8417-2917-1114-[***********]
[***********][***********][***********]19
[***********]9516466916-12717-8516-8614-[**************]14
[***********][1**********]5-30412-27311-[***********]121512
98138
898184
%Η′ Θn 8m Θ n 8m
平均值
[***********][***********][***********][**************]3-43510-250717-41715-249413-53510-[***********]4125218
[***********]86216
△Θ n 8m
(7′) (8′) (9′) ) (2′
[1**********]10
) ′]abs [(△ΘΘ
) (7′(8′) ) (9′
%
′
表中Θ和Θ分别为电阻率的实测值和公式计算值, ∃Θ=Θ-Θ′, 带括号数字为公式号。
3 分析讨论
) 的理论计从表1给出的数值对照可知, 公式(7′
算值与实测值在总体上最为吻合, 平均偏差最小。说明本实验泡沫镍电阻率与孔率的关系和本理论式最为一致, 同时也说明该理论模型适合于高孔率泡沫金属。(7) 式的修正系数为K =01978, 与理论状态K =1比较接近, 也从一个侧面证实了这一点。另外, 这一
(7) 、(8) 和(9) 在点还从如下结果得到加强:公式(2) 、
本应用中的系数相对波动范围(对平均值) 分别为-1813%～+2317%, -1412%～+1416%, -1510%～+1610%和-3815%～+5519%, 平均偏离(对平均值) 分别为1118%, 618%, 710%和2416%, 可见公式(7) 的系数表现得最稳定, 而公式(9) 的系数则波动最为剧烈。
公式(8) 的应用效果虽比公式(7) 有所逊色, 但作为一个半经验公式, 它仍算比较令人满意。尽管公式(8) 的原型(公式(1) ) 是针对金属沉积型泡沫镍的, 但其导出有其特定条件, 主要是根据一些具体的实验数据, 而无确凿的理论依据。制备发泡镍的具体工艺方
法变了, 如预处理、金属沉积及后继热处理条件等不同, 都可能导致发泡镍的细观结构不同, 从而公式(1) 也都可能随之产生偏差, 甚至是比较大的偏差。因此, 对于不同的具体方法, 应用公式(8) 来取代它们, 相对来说是比较合理的。
从粉末冶金多孔材料出发的公式(2) , 在本泡沫镍的应用上获得很大成功。可见, 多孔材料在一些方面有其共同的本质, 泡沫镍只不过是其中孔率很高的一种, 由它推出的公式, 也有可能应用在其它多种类型的多孔材料方面。
与公式(7) 和(8) 同法修正的公式(9) , 计算值与实测结果仍有较大距离, 系数也很不稳定, 说明该式在形式上不符合高孔率泡沫镍的内在规律性。
诚然, 公式的应用不但要考虑其准确性和可靠性, 同时也要考虑其使用的方便性。如果一个公式的待定系数太多或不易求得, 使用起来十分麻烦, 有时还不如直接通过实验检测得出主求量, 这样, 公式计算就会变得毫无意义。
综上所述, 在本泡沫镍的应用过程中, 公式(7) 体现出最好的整体综合效果, 该式比直接从泡沫镍总结
4期刘培生等:泡沫金属电阻率的计算方法
1899～1911
・263・
出来的公式(8) 还优越, 是近似计算高孔率泡沫金属
电阻率的较佳理论式。
2B rannan J R et al . Continuous E lectrop lating of Conductive Foam s . U S 5098544, 1992
3Cognet P , Berlan J , L aco ste G . A pp licati on of M etallic Foam s in an E lectrochem ical Pulsed F low R eacto r , Part
4 结 论
1) 利用孔率计算高孔率发泡金属(如泡沫镍) 电
:O xidati on of Benzyl A lcoho l .
1996; 26:631～637
J A pp l E lectroche m ,
阻率, 应用效果较好的公式是:
2
) 1
Θ=K 1-01121 (1-Η
4L anglo is S , Coeuret F . F T rough and F low 2by Po rous
Θ0
1-Η
(01)
. aterial Characterizati on . J E lectrodes of N . I
50l E J . , V . N ickel Foam . EP 0402738M asaak i et al . T he M ethod fo r Continuous M anu 2. JP 2795A , 1992(in Japanese ) facture of Po rous M etals
7T akaj o H igash iich i et al . Po rousM etals w ith T h ree 2D i m en 2si onal R eticulated Structure and T he M ethod P roducing T hem . JP 248492A , 1994(in Japanese )
8M aeda Yutakako , Kaw akoe T akahaku . T heM ethodM anu 2facturing Po rous M etals and T he Po rous M etals M ade by T h is M ethod . JP 109597A , 1995(in Japanese )
9H uang Peiyun (黄培云) . P rincip les of P o w d er M etallu rgy
(粉末冶金原理) . Beijing :M etallurgical Industry P ress , 1997:390～392
10W ang Chao ran (王超然) et al . T he N e w E d ited H and book
of International Co mm on M etal M aterials (新编国际常用
式中Θ、Θ0分别为泡沫和致密材料的电阻率, Η金属的总孔率, K 种类的常数, 数。, 。
2) (02) Θ0
1-Η
对高孔率金属的应用, 与(01) 式有着大抵相当的效果(式中符号意义同前) 。
3) 由粉末冶金多孔材料传导性演变的电阻公式
Θ= Θ0
) 2K (1-Η
(03)
Θ=
也可适于电镀型泡沫镍。式中K 为取决于材料组织因
素的常数, 其它符号意义同(01) 式。
参考文献 References
1D avies G J , Shu Z . R eview 2M etallic Foam s :T heir P roduc 2ti on , P roperties and A pp licati ons . J M ater S ci , 1983; 18:
金属材料手册) . Beijing :Beijing Industry U niversity
P ress , 1995:8(收修改稿日期 1998(编 辑 易毅刚)
09
17)
Eva lua tion of Electr ica l Resistiv ity of M eta l Foam s
L iu Peisheng , L i T iefan , Fu Chao , L u M ing
(Institute of Co rro si on and P ro tecti on of M etals , T he Ch inese A cadem y of Sciences , Shenyang 110015)
Abstract It is difficult to m anufacture m etal foam s using electrical resistivity as a contro l param eter and due to p roblem s associat 2ed w ith si m ultaneous p roducti on and resistivity m easurem ent . In th is paper , som e new theo retical fo r m ulas to describe the resis 2tivity of h igh ly po rous m etals are established . A n app roach is p resented fo r calculati on of the electrical resistivity of h igh po rous m etal foam s as a functi on of po ro sity , T h is si m p le and convenient m ethod enables the design of po rous m aterials and the contro l of the electrical resistivity of m etal foam s .
Keywords m etal foam , electrical resistivity , po ro sity , calculati on m ethod
Co rrespondent :L iu Peisheng , A ssistant P rofesso r , Ph . D . , Institute of Co rro si on and P ro tecti on of M etals , T he Ch inese A cadem y
of Sciences , Shenyang 110015, P . R . Ch ina , T el :008624
23915913
第28卷 第4期1999年 8月
稀有金属材料与工程
RA R E M ETAL M A T ER I AL S AND EN G I N EER I N G
V o l . 28, N o 14
A ugust 1999
泡沫金属电阻率的计算方法
刘培生 李铁藩 付 超 吕 明
(中国科学院金属腐蚀与防护研究所 沈阳 110015)
α
摘 要 , 而其电阻率在这两方面都比较困难。, 并与有关计算公式一起进行应用分析, , 从而为多。料[1～4], 相应的制造方法一般采用有机泡沫沉积金属法[2, 5～8], 并能方便地进行连续性生产, 所得产品结构
均匀, 孔隙连通, 孔率一般在99%左右。其中作为典型代表的泡沫镍, 是一种性能非常优异的高孔率电极基体材料, 目前已广泛用于高效电池和其它一些电极过程。电阻率是电极材料基本而重要的性能指标, 有时甚至是关键指标, 所以, 高性能电极材料的设计, 必然要对其作出较为精确的量值规定。但是, 以电阻率参数直接控制泡沫金属的制备相当困难, 同时, 产品电阻率直接检测本身也比较麻烦。相对于电阻率参数, 泡沫金属的孔率控制却较为容易, 而且孔率测量方法多样, 其中一些非常简便。因此, 如果找出电阻率与孔率的数学关系, 对电极材料的设计和产品性能指标的生产控制是大为有利的。本文针对上述高孔率材料的结构特征, 提出了利用孔率计算高孔率泡沫金属电阻率的新理论公式, 并和关于这方面已有的计算公式一同对泡沫镍作应用效果分析比较, 得出了比较好的计算方法, 可作实际运用。
均孔隙率。
关于多孔体的类似计算式, 早已有之, 这一般是以孔率不很高的粉末冶金多孔金属材料为对象, 其中有可能在高孔率下应用的主要有[9]:
①多孔体传导性与孔率关系式
Κ= Κ0
2K +Η
写成电阻率形式, 即
(2) Θ= Θ0
) 2K (1-Η
式中Θ和Θ0是多孔和致密材料的电阻率, Η是孔率, K 是决定于材料组织因素的常数。
②O ndracek 等关于各向同性含孔材料传导性与孔率关系式
) 2Κ=ΚΗ0(1-写成电阻率形式, 即
Θ=
式中符号意义同(2) 式。112新推公式
(1-Η)
2
(3)
1 计算公式简介
111既有公式
切中本题的计算公式, 首先是S 1L anglo is 和
[4]
F . Coeu ret 关于电化学沉积型泡沫镍表观电阻率与孔率的半经验关系式:
(1) Θ= Θ0
1-Η
式中Θ为泡沫镍电阻率, Θ0为致密镍电阻率, Η为平
α
鉴于目前尚缺乏相应电阻率理论计算公式的实
际情况, 本文试图从结构模型入手进行分析, 推导出对应的电阻率与孔率理论关系式。11211分析模型
结构均匀的高孔率多孔材料(如泡沫镍) , 系由丝体按立方体对角线方式连结而成。这种三维网状结构是大量体心立方晶格式的八面体孔隙单元(见图1a , 该结构可使多孔体在3个相互垂直的方向具有等同性) 集合, 单元八面体的中心对称轴方向(图1a 中的
联系人:刘培生, 男, 30岁, 助研, 博士, 中国科学院金属腐蚀与防护研究所, 沈阳 110015, 电话:[1**********]3
4期刘培生等:泡沫金属电阻率的计算方法・261・
箭头方向) 为多孔体的导电方向, 拆分单元八面体所得其等效电路见图1b
。
F ig 11 r the electrical resistivity of m etal foam s
(a ) U nit 2octahedron structural model
(b ) circuit of the unit octahedron , w here R 1, R 2and R 3are the
electrical resistivities of half node , 1 4node , and the edge , respectively
11212推导结果
比后者具备更宽广的使用范围。更重要的是, 前者为基于分析模型的理论推导式, 有其较广的理论意义,
而后者为半经验式, 相对来说比较局限。
运用几何方法并用有关电学概念对单元八面体进行等效电路(图1b ) 近似计算和推导得出:
(4) Θ=1-01121 (1-Η
Θ0) 2 1-Η式中Θ和Θ′0分别为泡沫和致密金属的电阻率, Η和Η
分别为泡沫金属的总孔率和主孔率(由金属丝连接构成的金属丝外部那些贯通孔隙的孔率) 。
当金属丝为实心或内部空洞缺陷占有率比主孔率小得多时, 即Η′=Η或Η′≈Η(对一般泡沫镍都可认
) , 上式可简化为:为Η′≈Η
Θ=
・Θ0) 2・1-Η1-01121・(
1-Η
2 公式应用及结果
211应用材料
实验材料采用聚醚类有机海绵电镀方法制备的
泡沫镍, 其工艺流程主要为将清洁的海绵浸导电胶后电镀, 再在还原性气氛中热分解有机基体, 所制泡沫镍厚度为2mm ～3mm , 孔率为90%～99%。212实际检测和公式计算
(5)
上述公式是以假设状态的规则结构为前提进行推导的, 未考虑实际状态的细微构造和缺陷等形态的复杂性对电阻率性能的影响。因为这些因素主要受制取多孔体的材质和实际工艺过程所影响, 故应将上述公式用表征材料种类和制备工艺条件的常数加以修正。通过最简单的系数相乘方式进行修正后, 上两式依次变为:
(6) Θ=K 1-01121・(1-
Η・Θ0) 2・1-Η(7) Θ=K 1-01121・(
1-Η・Θ0) 2・1-Η
式中K 为主要取决于制备工艺和材料种类的系数,
采用双电桥法测定电阻率。样品宽1c m 、检测长度16c m , 全取纵方向。不同孔率的样品各测4件, 取算术平均值。于20℃恒温室内测试, 结果列于表1。
根据公式(1) , 其应用效果可纳入
Θ=
1-Η
Θ0
(8)
式中K 是随制备工艺和材质而定的常数。
因为(3) 式计算值与实测结果偏差很大, 为体现公平, 也用一个表征工艺方法的系数对其进行简单的相乘修正, 即有
(9) Θ=K 2(1-Η)
将表1中的有关实测数据依次代入公式(2) 和公
-9
式(7) ～(9) , 并借用手册[10]提供的Θ0=68144×108m , 得出相应的系数后各自代回, 得:
(2′) =・0Θ) Θ01522(1-Η
它与孔率无关。当材料各向异性时, K 值还与取向有
关。
新推公式与已有公式(1) 有着相同的分母项, 但前者在分子位置多一个孔率影响项, 故形式上比后者更精确。而前者(新推公式) 置以工艺材质修正系数,
・262・
=019781-01121・(1-Η・ΘΘ0) 2・1-Η
稀有金属材料与工程28卷
(7′)
=Θ
・Θ0
1-Η
(8′) (9′)
) 和(7′) ～(9′) 的计算结果同列于表1, 将公式(2′
并以电阻率实测值为基准, 作公式计算值的偏差和相对偏差比较。
=01581×Θ
(1-Η) 2
表1 电阻率的实测结果和公式计算值
Table 1 M easured and calculated values of electr ical N o
[1**********]5
(2′)
[1**********]-11415-4812-2115-[***********]
(7′) ) (8′(9′) ) (2′
[***********][***********]9312-[***********]215
[***********][1**********]-8417-2917-1114-[***********]
[***********][***********][***********]19
[***********]9516466916-12717-8516-8614-[**************]14
[***********][1**********]5-30412-27311-[***********]121512
98138
898184
%Η′ Θn 8m Θ n 8m
平均值
[***********][***********][***********][**************]3-43510-250717-41715-249413-53510-[***********]4125218
[***********]86216
△Θ n 8m
(7′) (8′) (9′) ) (2′
[1**********]10
) ′]abs [(△ΘΘ
) (7′(8′) ) (9′
%
′
表中Θ和Θ分别为电阻率的实测值和公式计算值, ∃Θ=Θ-Θ′, 带括号数字为公式号。
3 分析讨论
) 的理论计从表1给出的数值对照可知, 公式(7′
算值与实测值在总体上最为吻合, 平均偏差最小。说明本实验泡沫镍电阻率与孔率的关系和本理论式最为一致, 同时也说明该理论模型适合于高孔率泡沫金属。(7) 式的修正系数为K =01978, 与理论状态K =1比较接近, 也从一个侧面证实了这一点。另外, 这一
(7) 、(8) 和(9) 在点还从如下结果得到加强:公式(2) 、
本应用中的系数相对波动范围(对平均值) 分别为-1813%～+2317%, -1412%～+1416%, -1510%～+1610%和-3815%～+5519%, 平均偏离(对平均值) 分别为1118%, 618%, 710%和2416%, 可见公式(7) 的系数表现得最稳定, 而公式(9) 的系数则波动最为剧烈。
公式(8) 的应用效果虽比公式(7) 有所逊色, 但作为一个半经验公式, 它仍算比较令人满意。尽管公式(8) 的原型(公式(1) ) 是针对金属沉积型泡沫镍的, 但其导出有其特定条件, 主要是根据一些具体的实验数据, 而无确凿的理论依据。制备发泡镍的具体工艺方
法变了, 如预处理、金属沉积及后继热处理条件等不同, 都可能导致发泡镍的细观结构不同, 从而公式(1) 也都可能随之产生偏差, 甚至是比较大的偏差。因此, 对于不同的具体方法, 应用公式(8) 来取代它们, 相对来说是比较合理的。
从粉末冶金多孔材料出发的公式(2) , 在本泡沫镍的应用上获得很大成功。可见, 多孔材料在一些方面有其共同的本质, 泡沫镍只不过是其中孔率很高的一种, 由它推出的公式, 也有可能应用在其它多种类型的多孔材料方面。
与公式(7) 和(8) 同法修正的公式(9) , 计算值与实测结果仍有较大距离, 系数也很不稳定, 说明该式在形式上不符合高孔率泡沫镍的内在规律性。
诚然, 公式的应用不但要考虑其准确性和可靠性, 同时也要考虑其使用的方便性。如果一个公式的待定系数太多或不易求得, 使用起来十分麻烦, 有时还不如直接通过实验检测得出主求量, 这样, 公式计算就会变得毫无意义。
综上所述, 在本泡沫镍的应用过程中, 公式(7) 体现出最好的整体综合效果, 该式比直接从泡沫镍总结
4期刘培生等:泡沫金属电阻率的计算方法
1899～1911
・263・
出来的公式(8) 还优越, 是近似计算高孔率泡沫金属
电阻率的较佳理论式。
2B rannan J R et al . Continuous E lectrop lating of Conductive Foam s . U S 5098544, 1992
3Cognet P , Berlan J , L aco ste G . A pp licati on of M etallic Foam s in an E lectrochem ical Pulsed F low R eacto r , Part
4 结 论
1) 利用孔率计算高孔率发泡金属(如泡沫镍) 电
:O xidati on of Benzyl A lcoho l .
1996; 26:631～637
J A pp l E lectroche m ,
阻率, 应用效果较好的公式是:
2
) 1
Θ=K 1-01121 (1-Η
4L anglo is S , Coeuret F . F T rough and F low 2by Po rous
Θ0
1-Η
(01)
. aterial Characterizati on . J E lectrodes of N . I
50l E J . , V . N ickel Foam . EP 0402738M asaak i et al . T he M ethod fo r Continuous M anu 2. JP 2795A , 1992(in Japanese ) facture of Po rous M etals
7T akaj o H igash iich i et al . Po rousM etals w ith T h ree 2D i m en 2si onal R eticulated Structure and T he M ethod P roducing T hem . JP 248492A , 1994(in Japanese )
8M aeda Yutakako , Kaw akoe T akahaku . T heM ethodM anu 2facturing Po rous M etals and T he Po rous M etals M ade by T h is M ethod . JP 109597A , 1995(in Japanese )
9H uang Peiyun (黄培云) . P rincip les of P o w d er M etallu rgy
(粉末冶金原理) . Beijing :M etallurgical Industry P ress , 1997:390～392
10W ang Chao ran (王超然) et al . T he N e w E d ited H and book
of International Co mm on M etal M aterials (新编国际常用
式中Θ、Θ0分别为泡沫和致密材料的电阻率, Η金属的总孔率, K 种类的常数, 数。, 。
2) (02) Θ0
1-Η
对高孔率金属的应用, 与(01) 式有着大抵相当的效果(式中符号意义同前) 。
3) 由粉末冶金多孔材料传导性演变的电阻公式
Θ= Θ0
) 2K (1-Η
(03)
Θ=
也可适于电镀型泡沫镍。式中K 为取决于材料组织因
素的常数, 其它符号意义同(01) 式。
参考文献 References
1D avies G J , Shu Z . R eview 2M etallic Foam s :T heir P roduc 2ti on , P roperties and A pp licati ons . J M ater S ci , 1983; 18:
金属材料手册) . Beijing :Beijing Industry U niversity
P ress , 1995:8(收修改稿日期 1998(编 辑 易毅刚)
09
17)
Eva lua tion of Electr ica l Resistiv ity of M eta l Foam s
L iu Peisheng , L i T iefan , Fu Chao , L u M ing
(Institute of Co rro si on and P ro tecti on of M etals , T he Ch inese A cadem y of Sciences , Shenyang 110015)
Abstract It is difficult to m anufacture m etal foam s using electrical resistivity as a contro l param eter and due to p roblem s associat 2ed w ith si m ultaneous p roducti on and resistivity m easurem ent . In th is paper , som e new theo retical fo r m ulas to describe the resis 2tivity of h igh ly po rous m etals are established . A n app roach is p resented fo r calculati on of the electrical resistivity of h igh po rous m etal foam s as a functi on of po ro sity , T h is si m p le and convenient m ethod enables the design of po rous m aterials and the contro l of the electrical resistivity of m etal foam s .
Keywords m etal foam , electrical resistivity , po ro sity , calculati on m ethod
Co rrespondent :L iu Peisheng , A ssistant P rofesso r , Ph . D . , Institute of Co rro si on and P ro tecti on of M etals , T he Ch inese A cadem y
of Sciences , Shenyang 110015, P . R . Ch ina , T el :008624
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