具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明提供了一种多孔金属材料的制备方法，其包括：

S1、将金属或合金进行熔炼，并做必要的熔体处理(例如精炼、增粘等)，然后将金属熔体调整至合适的温度(例如680～720℃)。

S2、通入加压气体对金属熔体和发泡剂进行加压，使金属熔体和发泡剂分别从第一喷嘴和第二喷嘴喷出至下方的运动冷却平台上。

本申请中加压的气体选择不与金属熔体和发泡剂反应的气体，包括但不限于Ar气。为了保证良好的喷射和混合效果，本申请中限定，金属熔体的喷射流量为300-1000g/min；发泡剂的喷射流量为5-15g/min。

进一步地，本申请中第一喷嘴垂直于运动冷却平台设置，第二喷嘴倾斜于运动冷却平台设置，第二喷嘴与第一喷嘴之间的夹角为30-60°，第一喷嘴和第二喷嘴的延长线交汇于运动冷却平台的表面；第一喷嘴和第二喷嘴之间呈角度设置可以使得金属熔体和发泡剂在喷射时即可实现混合，有利于提升混合效果。本申请中还对第一喷嘴和第二喷嘴的直径进行了限定，保证了第一喷嘴和第二喷嘴的喷射量和喷射速度，从而有利于达到更佳的混合效果。具体来说，本申请中第一喷嘴的直径为1-3mm；第二喷嘴的直径为0.5-2mm。

S3、运动冷却平台在水平方向上进行运动以获得不同形状的多孔金属。

运动冷却平台可以进行水平方向和竖直方向上的三维运动，从而获得不同形状的多孔金属，本申请中可以通过控制金属熔体和发泡剂的喷出量，从而保证金属熔体和发泡剂少量进行混合，高温的金属熔体和发泡剂喷至运动冷却平台上，本申请中运动冷却平台上表面的温度为10-30℃，低温的设置使得喷射至运动冷却平台的金属熔体和发泡剂接触发泡后快速凝固。

进一步地，现有的多孔金属材料大多受到容器的限制，需要其他形状的多孔金属材料需要进行切割，而本申请可以通过控制运动冷却平台的运动轨迹，从而形成不同形状的多孔金属材料，大大节省了机加工的时间和成本。

S4、当金属熔体和发泡剂在运动冷却平台上堆砌预设厚度形成第一层多孔金属层后，运动冷却平台在竖直方向上向下运动一个多孔金属层的厚度，继续喷射金属熔体和发泡剂，以此类推，直至多孔金属材料制备完成。

本申请中通过运动冷却平台向下运动从而保持第一喷嘴和第二喷嘴的喷射距离，通过少量多次的喷射，可以实现金属熔体和发泡剂混合更均匀，同时，还可以通过控制发泡剂的第二喷嘴的喷射节奏，例如采用间歇式喷射的方式制备实体金属和多孔金属叠层分布的多孔材料，省去了现有技术通过胶粘工艺将实体板材和多孔金属进行粘结的加工工序。此外，还可以通过控制发泡剂的第二喷嘴的喷射量，辅以运动冷却平台冷却能力的调控，可以获得任意孔隙率梯度的多孔金属材料，实现孔隙率的精确调控。

本申请中的第一喷嘴和第二喷嘴的直径、喷射量、喷射节奏均可以在上述范围内进行调节，同时，运动冷却平台的运动轨迹也可以进行调节，从而使得本申请提供的多孔金属材料的结构、形状、孔隙率得到调节，多孔金属材料更加多样化。

进一步地，本申请还提供了上述多孔金属材料的制备装置，其包括熔炼器、第一喷嘴、第二喷嘴和运动冷却平台。

其中，熔炼器用于熔炼金属或合金为金属熔体。熔炼器上设置有密封盖、进气管和加热装置，密封盖实现对熔炼器进行密封，进气管插设于密封盖上且伸入熔炼器内为金属熔体加压，实现金属熔体的加压喷出，加热装置设置于熔炼器的周壁上用于调节金属熔体温度，从而实现金属熔体呈熔融的液态喷出。

第一喷嘴安装于熔炼器的底部用于喷出金属熔体，第二喷嘴用于与发泡剂的容纳装置连通用于喷出发泡剂，本申请中发泡剂的容纳装置不进行限定，只要能够实现容纳发泡剂即可。本申请中，第一喷嘴和第二喷嘴均位于运动冷却平台的上方，便于将金属熔体和发泡剂喷至运动冷却平台上，第一喷嘴垂直于运动冷却平台设置，第二喷嘴倾斜于运动冷却平台设置，第二喷嘴与第一喷嘴之间的夹角为30-60°。第一喷嘴和第二喷嘴之间呈角度设置有利于金属熔体和发泡剂混合更均匀，此外，还需要说明的是，第一喷嘴和第二喷嘴相距运动冷却平台的上表面的高度为5-20cm，当运动冷却平台上堆砌了多孔金属层后，如果需要继续喷射，可以使运动冷却平台向下移动一定距离以保持第一喷嘴和第二喷嘴相距运动冷却平台的上表面的高度为5-20cm。

运动冷却平台可以进行在水平方向和竖直方向上进行三维运动，其对应设置有用于带动运动冷却平台在水平方向上运动的水平驱动机构和用于带动运动冷却平台在竖直方向上运动的竖直驱动机构。运动冷却平台在水平方向上进行运动可以实现成型为不同形状的多孔金属材料。运动冷却平台在竖直方向上运动是为了保持第一喷嘴和第二喷嘴相较于运动冷却平台(包括堆砌于其表面的多孔金属层)上表面的间距，从而保证更佳的喷射效果，有效避免金属熔体飞溅等情况发生。

进一步地，本申请中采用冷却水对运动冷却平台进行冷却，通过调节冷却水的进出口温度可以调节运动冷却平台表面的温度。具体来说，本申请中，冷却平台内设置有冷却水容腔、进水口和出水口，进水口和出水口分别与冷却水容腔连通。

本申请采用上述特定的多孔金属材料的制备装置和方法对多孔金属材料进行制备，可以通过调控运动冷却平台的运动轨迹而制备不同形状的多孔金属材料，大大节省了机加工的时间和成本。还可以通过调控发泡剂的第二喷嘴的喷射节奏，制备实体金属和多孔金属叠层分布的多孔材料，省去了现有技术通过胶粘工艺将实体板材和多孔金属进行粘结的加工工序。此外，还可以通过调节发泡剂的第二喷嘴的喷射量，辅以运动冷却平台冷却能力的调控，可以获得任意孔隙率梯度的多孔金属材料，实现孔隙率的精确调控。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例通过了一种多孔金属材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将金属于熔炼器中进行熔炼，并做必要的熔体处理，然后利用加热装置将金属熔体的温度调节为680℃，温度调节后，盖上密封盖。

S2、向进气管和发泡剂的容纳装置内通入Ar气对金属熔体和发泡剂进行加压，使金属熔体和发泡剂分别从第一喷嘴和第二喷嘴喷出至下方的运动冷却平台上。第一喷嘴与第二喷嘴之间的夹角为30-60°，第一喷嘴的直径为1.5mm；第二喷嘴的直径为1mm，金属熔体的喷射流量为500g/min；发泡剂的喷射流量为8g/min。

S3、运动冷却平台上表面的温度为20℃，运动冷却平台在水平方向上进行运动以获得某一形状的多孔材料。

S4、当金属熔体和发泡剂在运动冷却平台上堆砌预设厚度形成第一层多孔金属层后，运动冷却平台在竖直方向上向下运动一个多孔金属层的厚度，继续喷射金属熔体和发泡剂，以此类推，直至多孔金属材料制备完成。

实施例2

本实施例通过了一种多孔金属材料的制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于：

本实施例中，第二喷嘴采用间歇式喷入发泡剂的方式进行，第二喷嘴喷射发泡剂的流量为8g/min，先停止喷射，待第一喷嘴喷出的金属熔体在冷却平台上平铺完第一层金属、冷却平台下移一个金属层厚度之后，第二喷嘴开始喷射发泡剂，如此往复，制备获得多孔金属材料为实体金属和多孔金属叠层分布的材料。

实施例3

本实施例通过了一种多孔金属材料的制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于：

本实施例中，第二喷嘴采用梯度喷入发泡剂的方式进行，第二喷嘴先以发泡剂的流量为8g/min为起始流量，按照每分钟增加1g的速度进行流量的增加，制备获得孔隙率呈梯度的多孔金属材料。

实施例4-5

本实施例通过了一种多孔金属材料的制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于：第一喷嘴喷射金属熔体的喷射流量不同。

实施例4中，第一喷嘴喷射金属熔体的喷射流量为300g/min。

实施例5中，第一喷嘴喷射金属熔体的喷射流量为800g/min。

实施例6-7

本实施例通过了一种多孔金属材料的制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于：第一喷嘴的直径不同。

实施例6中，第一喷嘴的直径为1mm。

实施例7中，第一喷嘴的直径为2mm。

综上所述，本申请提供的多孔金属材料的制备方法通过将金属熔体和发泡剂分别利用单独的第一喷嘴和第二喷嘴进行喷出，并且喷出至进行水平运动的运动冷却平台上，在运动平台上进行发泡和凝固。本申请中通过控制第一喷嘴和第二喷嘴，实现金属熔体和发泡剂少量进行混合，混合更均匀，此外，可以通过调控运动冷却平台的运动轨迹而制备不同形状的多孔金属材料，大大节省了机加工的时间和成本。还可以通过调控发泡剂的第二喷嘴的喷射节奏，制备实体金属和多孔金属叠层分布的多孔材料，省去了现有技术通过胶粘工艺将实体板材和多孔金属进行粘结的加工工序。此外，还可以通过调节发泡剂的第二喷嘴的喷射量，辅以运动冷却平台冷却能力的调控，可以获得任意孔隙率梯度的多孔金属材料，实现孔隙率的精确调控。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。