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泡沫金屬怎麼選?泡沫鎳、泡沫銅、泡沫鈦、泡沫鋁——先選材質,再看孔徑
同樣 1 mm 厚的泡沫金屬,鎳的適合鹼性電化學、銅的適合散熱、鈦的可用在 PEM 電解水陽極側——材質選錯,孔徑再對也沒用。
嘉鴻關係企業工程團隊 · 閱讀時間約 7 分鐘
泡沫金屬是「金屬骨架+大量孔隙」的材料:典型只有 5~25% 的體積是金屬本身,其餘都是孔。它同時保有金屬的導電、導熱,又有很大的表面積,所以常出現在電池、電解、散熱與過濾的研究裡。
詢價時最常聽到的是「我要泡沫金屬」,但真正要決定的是兩件事:什麼材質,以及多大的孔。這篇先講材質,再講孔徑怎麼標示。
一、先分清楚:開孔還是閉孔
泡沫金屬的孔有兩種結構,用途完全不同:
- 開孔(孔與孔相通):液體、氣體可以穿過,表面積也最大。電極、集流體、過濾、熱交換、多孔傳輸層用的都是這一種。
- 閉孔(每個孔各自封閉):流體過不去,主要用在衝擊吸能與輕量結構,常見材質是鋁,重量通常只有同體積實心金屬的 10~25%。
嘉鴻的泡沫鎳與泡沫銅是三維網狀、孔隙相連的開孔結構。如果您的應用一定要流體通過(或剛好相反,只要吸能結構),詢價時請註明開孔或閉孔。
二、六種材質,各有強項
| 材質 | 強項 | 要注意 | 常見用途 | 嘉鴻常備厚度 |
|---|---|---|---|---|
| 泡沫鎳 | 在鹼性環境穩定、導電 | 有磁性,會被磁鐵吸 | 鹼性電解水、鎳氫電池正極基材、電池與超級電容研究的三維集流體 | 0.3–10 mm;40 μm 細孔款 0.1–0.3 mm |
| 泡沫銅 | 導熱好(母材純銅約 401 W/(m·K),純金屬中僅次於銀;泡沫銅因大部分是孔隙,等效導熱依孔隙率約數 W/(m·K) 到十幾 W/(m·K));導電好 | 在空氣中表面會逐漸氧化變色 | 散熱與相變材料(PCM)熱交換、電磁屏蔽、電極研究 | 0.2–20 mm;40 μm 細孔款 0.1–1 mm |
| 泡沫鈦 | 表面鈍化氧化膜耐蝕、比強度高、生物相容 | 含氟(氫氟酸)環境會被腐蝕 | PEM 電解水陽極側的多孔傳輸層、電化學電極、醫療植入材料研究 | 0.5–3 mm |
| 泡沫鐵 | 有磁性、成本相對低 | 容易生鏽 | 電磁屏蔽填充、磁性過濾研究 | 1–15 mm |
| 泡沫鋁 | 輕、吸收衝擊能量 | 怕強鹼 | 隔音隔熱夾層、衝擊吸能結構 | 5–20 mm |
| 泡沫銀 | 導電性為所有金屬最高、具抗菌性 | 客製品,需先詢價 | 高導電電極、抗菌過濾材料研究 | 0.3–1.7 mm(客製) |
常備厚度與尺寸以商品頁規格表為準;40 μm 細孔款與泡沫銀請先來信確認。
三、孔徑怎麼看:PPI 與 μm
開孔泡沫金屬的孔徑常用 PPI(pores per inch,每英吋長度上的孔數)標示。只要記住一件事:PPI 數字越大,孔越小。
粗估時,25.4 ÷ PPI 約為孔格尺寸(mm):10 PPI 約 2.5 mm,100 PPI 約 0.25 mm。這只是粗估,實際孔徑依製程而定,精確值以規格書為準。
另一種標示是直接給孔徑,例如 40 μm(0.04 mm)。這比 100 PPI 的孔還小約六倍,屬於細孔規格,適合精密過濾。
孔越細,單位體積的表面積越大,電極反應面積、熱交換面積都跟著變大;但流體通過的阻力也越大,也比較容易被微粒堵住。要讓電解液、氣體順利進出,孔不能太細;要攔住微粒,孔才需要細。
嘉鴻的泡沫鎳、泡沫銅在商品頁以厚度與尺寸列出標準孔款;需要特定 PPI 或孔徑時,請在詢價時註明。40 μm 細孔款請先來信確認庫存再下單。
四、對照您的需求,直接查表
| 您的需求 | 建議材質與孔徑 | 官網對應品項 |
|---|---|---|
| 鹼性電解水、鎳氫電池、超級電容研究 | 泡沫鎳(標準孔) | 泡沫鎳 |
| 散熱、相變材料熱交換 | 泡沫銅(標準孔) | 泡沫銅 |
| 液體或氣體的精密過濾 | 40 μm 細孔泡沫鎳/泡沫銅(需先確認庫存) | 40μm 細孔款 |
| PEM 電解水陽極側多孔層、電極研究 | 泡沫鈦 | 泡沫鈦 |
| 電磁屏蔽填充、磁性過濾研究 | 泡沫鐵 | 泡沫鐵 |
| 輕量吸能、隔音隔熱夾層 | 泡沫鋁 | 泡沫鋁 |
| 高導電電極、抗菌過濾(客製) | 泡沫銀 | 泡沫銀 |
| 不需要立體孔隙,只要平面網狀電極或支撐 | 金屬網 | 金屬網系列(不鏽鋼/銅/鎳網)、金屬網怎麼選 |
五、常見問題
泡沫鎳和泡沫銅要怎麼選?
看環境與目的。要在鹼性溶液裡長時間使用(電解水、鎳系電池、超級電容研究),選泡沫鎳——鎳與鎳合金在鹼性環境很穩定。要的是導熱(散熱、相變材料熱交換),選泡沫銅——銅的熱導率約 401 W/(m·K),在純金屬中僅次於銀(這是實心銅的數值;做成泡沫後,等效導熱依孔隙率約只有數 W/(m·K) 到十幾 W/(m·K),但仍能大幅提升相變材料等填充物的導熱)。另外要注意:鎳有磁性,銅沒有。
PPI 是什麼?數字越大孔越大還是越小?
PPI 是 pores per inch,每英吋長度上有幾個孔。數字越大,孔越小。粗估時以 25.4 ÷ PPI 換算孔格尺寸,10 PPI 約 2.5 mm、100 PPI 約 0.25 mm;實際孔徑依製程而定,以規格書為準。
40 μm 細孔款可以直接下單嗎?
請先來信確認庫存。40 μm 細孔泡沫鎳有 0.1/0.2/0.3 mm,泡沫銅有 0.1/0.2/0.5/1 mm,尺寸 100×100 mm;因為是特殊規格,下單前請先確認。
泡沫金屬會被磁鐵吸嗎?
看材質。泡沫鎳、泡沫鐵會被磁鐵吸住;泡沫銅、泡沫鋁、泡沫鈦、泡沫銀不會。磁場敏感的實驗請避開鎳與鐵。
詢價時要提供哪些資料?
材質、厚度、尺寸與數量,再加上孔的要求:開孔或閉孔、孔徑(PPI 或 μm)、是否有孔隙率要求。最後補一句用途——用在什麼溶液或氣氛、溫度多少、是否通電。用途講清楚,我們才能幫您確認材質與孔徑選得對不對。
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