| 单词 | 多孔金属涂层 |
| 释义 | 【多孔金属涂层】 拼译：porous metal coating 是基体金属表面上所结合的一层多孔金属，基体用来承载多孔涂层，多孔层由金属粉末或金属丝经烧结、喷涂等方法而成。这种由基体和多孔层结合而成的复合材料，具有许多新的特性和功能，使其在化工、机械、光学、医学等领域获得广泛的应用，是近代科学技术领域中热点研究课题之一。 1947年在研究如何改进空分装置的换热设备时，发现粗糙和多孔结构的表面可以提高沸腾放热系数，在较低ΔT下产生泡核沸腾。60年代以后，能源供应的紧缺和节能技术的发展，进一步推动了多孔表面在传热领域的研究。1968年美国联合碳化物公司首次公布了用烧结法制备表面多孔管的专利，这种以多孔涂层为特征的换热管，传热系数比一般光管提高了3～8倍，对于高热负荷、低温差的换热过程，如乙烯工厂的轻烃分离、天然气液化及大型空分装置等具有显著的节能效果。1973年索恩提出火焰喷涂法，即为提高多孔层的孔隙率，采用两种不同的混合金属粉，喷涂后用酸溶蚀掉其中一种未合金化的金属，以形成更多的空穴。1977年福吉也提出机械加工法，即采用一种专门设计的机床和刀具，直接将铜管表面加工成密布的微细孔道。德尔、格兰特和齐克则致力于对喷涂法的改进研究，除氧－乙炔焰喷涂外，还使用了电弧热喷涂，实现了铝、铁基合金等难以用其他方法制备的多孔表面，使多孔管的生产成本降低、耐腐蚀性和适用范围有了进一步的改进和提高。与此同时，开展了多孔层强化沸腾传热的机理和多孔涂层在其他领域应用的研究。中国于1977年开始表面多孔管的研究，1979年首次在南京炼油厂获得工业应用。多孔层内含有大量的互相连通的毛细孔，这些毛细孔提供了理想的汽化核心。液体蒸发时，克服了在光滑表面上为产生初始汽泡所需的过热度，而这些能量被充分利用作为汽化潜热。多孔层同时提供了很大的微孔表面积、液体籍表面张力、汽泡的膨胀收缩作用、不断进入孔穴中补充汽化的液体，从而使沸腾温差减小、提高了临界热负荷、显著地强化了沸腾给热过程。1972年奥尼尔(P．S．O．Neill)等从多孔层内形成汽泡的静态分析出发，首先提出了单个汽泡的形成模型。其后，康沃尔(K．Cornwoll)、纳卡亚码(W．Nakayama)认为在多孔层内存在汽液两相的热交换和蒸汽运动，提出了动态模型。齐克(A．M．Czikk)、沙波瓦里(A．A．Щаловaл)、别利亚科夫(B．Л．Бeляков)等则从实验数据出发，将传热系数或热流量同涂层厚度、孔隙率、孔径以及流体的性质等进行关联，提出了各种沸腾传热的关联式。目前已提出十几种数学模型，在不同程度上解释了多孔层强化沸腾传热的机理，并用来进行多孔表面和换热设备的最优化设计。1990年瓦菲(K．Vafai)和波列扎耶夫(Ю．B．Лoлeжaeв)对提出的各种数学模型进行了比较分析和评述。多孔金属涂层除强化沸腾传热外，粗糙的表面涂层内部随机分布的微粒和孔穴，构成了与入射光波长相当的非均匀媒质。当入射光辐照在涂层表面上时，一部分光进入涂层内层，再由涂层内部杂乱分布的金属微粒向各个方向散射，从而产生了极好的漫反射作用。1980年中国在第5届全国激光学术报告会上首次报导了该方面的研究结果。采用烧结法制备的青铜粉多孔涂层，对10．6μm的CO2激光光源实现了近似理想的漫反射。涂层耐高温，散热性能好，机械和化学性质稳定，满足了大能量CO2激光光源高温测量的要求。多孔涂层具有毛细管作用，可作为热管的吸液芯，使工质冷凝后通过多孔返回蒸发段，完成热管工质的循环。特别是在限制空间体积和重量的异型热管中，烧结制备的多孔金属吸液芯具有明显的优越性。80年代以来，由铝合金、钛合金制造的表面多孔人工关节已用于多种严重的骨性疾病的治疗。置换后可达到生物固定、恢复关节功能的目的。多孔金属涂层还可借助于沸腾散热而起到冷却作用，以用于提高电子设备的热稳定性。多孔金属涂层结构特性的主要参数有涂层厚度、孔隙率、孔径大小、金属粉的粒度、形状、材质及基体材料等。已使用的多孔材质有铜及铜合金、铝、碳钢、不锈钢、镍、钴合金及钛合金等，这些多孔层可与各种基体材料相配合，构成各种各样的多孔复合材料，以适应不同的用途。多孔金属涂层的研究始于对强化沸腾传热的考虑，今后的研究重点仍在强化传热方面。应改进和寻求更经济、简便、适于工业生产的工艺方法，以满足大规模换热设备的需要。理论研究已经进行了大量的工作，提出的各种数学模型，从不同角度论述了多孔涂层强化沸腾传热的机理。但由于多孔表面换热机理的复杂性，影响换热过程的因素较多，各种模型仍有一定的局限性，尚难全面的解释这一复杂现象，并普遍满足设计计算的要求。多孔金属涂层作为一种复合材料，具有金属的强度、耐高温、抗腐蚀，加上多孔涂层的特性，在许多领域必将开辟新的应用途径。目前在激光、热管和医疗中的应用，仍处在满足基本要求的阶级，尚有一系列问题需要解决。特别是作为激光测量积分球的涂层，对其理论问题的研究，无疑是十分必要的。【参考文献】：1 Milton R M．Heat exchange system，USP 3384154，1968，52 Gottzmann C F，et al．Chem．Eng．Prog．，1973，69(7)∶69～75．3 ONeiLL P S，et al．International Congress in Scandinavia on Chemical Engineering，1977，44 郝彤，等．中国致冷学会学术讨论会，1979，(10) 5 张亚奇，等．激光，1980，7(11)∶446 Ahtohehкo B A．Г．в．Ивaнeнко，Мeхaни3м Прoчecca Пeрeнoca тeплоты Прикипeнии Ha Повeрхности HaГрeва c Пористым Покрытиeм(о6эор)，Ⅱрoмышлe нная Teплотехникa，1989，11(5)，13～21．7 Vafai K．，Annu．Rev．Heat Transfer，1990，3∶145～62．8 Мaкыщeнко C П．0cобeнности тeпкообмeнa при кикeнии Ha Пoвeрхностях C Пористыми Покрытиями，Teпкo－3нeргeтикa，1991，2：38～45(化工部化工研究所郝彤高级工程师撰；白庚辛审) |
| 随便看 |
科学参考收录了7804条科技类词条，基本涵盖了常见科技类参考文献及英语词汇的翻译，是科学学习和研究的有利工具。