第三章 发泡剂的选择剖析.docx
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第三章发泡剂的选择剖析
第一章绪论
多孔材料是当前材料科学中发展比较迅速的一种材料，由于其兼有结构材料和功能材料的特点，比其它材料具有更加广阔的应用前景，受到科学界的广泛重视，成为了近些年材料学科中研究的重点。
目前研究的多孔材料主要包括各种无机气凝胶、有机气凝胶、多孔半导体材料、多孔金属材料等。
多孔金属材料又称为多孔泡沫金属，是20世纪40年代发展起来的一种具有与传统材料不同的特殊结构的新型材料，它由金属基体和大量孔隙组成，因此多孔泡沫金属具有比重小、高比强、比表面积大，能量吸收性好，特殊的传热、声学、电磁学性能等。
根据其内部孔隙的结构不同，可分为通孔及闭孔两大类。
通孔是金属内部孔洞相互连通，称之为多孔金属（PorousMetals）。
闭孔是孔洞之间相互独立，不连通形成闭孔，称之为泡沫金属（FoamedMetals）。
无论是多孔金属还是泡沫金属它们都既具有金属材料的性质，而结构上又与泡沫塑料相似，因此材料科学界通常称为此类材料为多孔泡沫金属（PorousFoamMetals）[1-5]。
泡沫金属的应用相当广泛，现已经成功应用在建筑工业、航空工业、计算机工业、交通工具及包装工业等很多领域，而且随着泡沫金属生产工艺的不断完善及对其研究开发的不断深入，泡沫金属的工业化生产将更进一步成熟，应用领域将更加广泛。
因此，对泡沫金属进行研究开发有着重大的实际应用价值。
1．1泡沫金属的发展现状
泡沫金属是一种在金属基体中形成无数气泡的多孔性金属材料，又称多孔性泡沫金属[1]，由于它兼有金属特性和非金属的一些特殊物理性能，因而得到国内外的普遍关注。
金属泡沫或金属多孔材料是20世纪40年代后期国际上迅速发展起来的一种具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。
自从1948年由美国的Soknik首先发明利用金属中低熔点物质气化而得到泡沫金属的专利技术以来的50多年里[2]，材料研究者们对泡沫金属的制备、性能研究、应用开发等方面做了大量的研究工作。
Soknik发明的方法是在铝中加入汞，从而获得泡沫金属，而汞是有毒性的，到了1956年，J.C.Elliot用可分解出气体的固体发泡剂代替了汞，解决了在发泡过程中容易汞中毒的问题[3]。
1959年，B.C.Allen首次采用了PCF（powdercompactfoaming）[4],也就是我们通常所说的粉末冶金法，目前此法以成为制备泡沫金属的重要方法之一，并且采用这种方法制备低熔点泡沫金属已经在一些国家实现了小规模的工业化生产。
1957年J.Bjiorksten[10]胡宣布：
“泡沫金属有巨大的市场潜力，在未来的20年内可占金属市场份额的10％。
”但同时他又说：
“要实现大规模的工业生产还许多工作要做，比如如何解决密度、孔径和尺寸的控制问题。
”遗憾的是他的话只是第二句得到了验证，尽管金属泡沫制备工艺的第一项专利发明了好多年，但由于缺乏足够的构建设计、性能再现性较差、缺乏计算和测试方法、缺乏后处理的基本原理方法、生产技术太复杂以及成本较高等原因，这种材料一直未得到大规模的商业化生产。
泡沫金属的发展也处于发展相对缓慢阶段。
1980年，德国的Fraunhofer先进材料研究所制造出了可以漂浮在水上的泡沫铝［5-6］，标志着对泡沫金属的研究进入了一个崭新的时代。
科学家们通过对金属液中加入增黏介质提高熔体的稳定性，改善泡沫的机构质量，这种方法制备工艺更加合理，制造成本更加低廉，从而使发泡金属发展向前迈进了一大步。
从泡沫金属的出现到20世纪70-80年代，研究主要集中在泡沫金属的制备方面，而且取得了很大的成果。
比如，在制备泡沫金属铝时增粘问题的解决对泡沫铝的制备有很大的推动作用[13][14][15]。
另外，气泡核心机理的提出及应用对泡沫金属的制备又是一次很大的突破，这种理论就如同金属凝固过程中加入形核剂一样，使泡沫金属的直接成型成为可能，这两次重大的突破使对泡沫金属的研究进入到了系统化的研究中，1983年，G.J.DVIES和SHUZHEN（舒震，中国）[16]发表的论文是泡沫金属系统化研究开始的标志，近20多年来，泡沫金属的研究和开发都十分活跃，同时也是材料研究的重要课题。
期间，主要的出版物主要有:
Lorna.J.Gibson,MichaelF.Ashby于1987年出版的“Celluarsolids：
structureandproperties”专著[17]，该专著作于2003年由我国学者刘培生教授翻译成中文[18]。
该书总结了作者及国际同行多年来辛勤劳动的成果，是多孔金属泡沫材料领域近年来的最新力作。
1992年MichaelF.Ashby[19]第一次系统地总结了泡沫金属的制备、性能和应用；2001年，J.Banhart的论文[20]对泡沫金属的近期研究和发展工作进行了系统的总结；2002年，H.P.Degischer出版了最新的泡沫金属论著“HandbookofCellularMetals:
Production,Processing,Applications”[21]是目前泡沫金属的研究成果的最新成果的总结和叙述，2004年左孝青、周芸将其翻译成中文;1999年，由J.Banhart牵头，创立了泡沫金属的国际性学术机构，每年召开相关的国际学术会议和活动。
目前，欧洲、美国、日本等发达国家的相关研发活动都十分活跃，己涌现出一批泡沫材料产品的公司（Shinko-Wire,Cymat,Aluligy,Schunk,Karman,Neuman-Alufoam）。
泡沫金属由于其特殊的结构性能合物理性能，使其在交通行业、汽车行业、航天、航空行业船舶制造行业具有着广阔的应用前景。
对泡沫金属的研究早期的主要围绕泡沫铝的制备工艺进行，制备方法大体可分为粉末冶金法、熔体法、金属沉积法、喷镀沉积法等［7-10］，其中尤以粉末冶金法应用最为广泛，发展较快，且已在实际应用中取得很大成功。
日本、美国、西欧等一些国家和地区对泡沫金属的研究和应用处于世界领先地位，对泡沫金属的应用和研究取得了很大的成果，已能制备小型和大型件，并进入试生产应用阶段，并且能够实现一些小规模的工业化生产，比如日本住友电工公司生产的泡沫铝被用于制造汽车的某些耐热耐磨擦部件和扬声器的部件；日本神户钢铁公司生产的ALPORAS泡沫铝在日本的高速列车制造上得到了应用，美国FRG公司用一种“Duocel”方法制得的泡沫铝已经成功的应用在了美国的航天飞机上，德国用泡沫金属作为电梯的夹层板材料，以及乌克兰科学家研制的Gasser多孔泡沫材料等等。
德国的IFAF研究所、美国的DUOCEL、加拿大的CYMAT、日本的ALPORAS公司均分别采用不同的方法成功制备出自己的泡沫金属，并且正在向工业化生产而迈进。
[11-14]。
目前，美国现在对泡沫铝的生产已经能够从发泡到成型过程的连续生产，其生产设备如图1-1所示，a）可以连续生产大型铝材;b）可以连续生产有一定厚度的大型板材;c）可以用来生产某一形状的铸件:
d）可以连续生产某一形状的铸件。
对泡沫金属的工业化生产具有重要的知道意义。
近些年来对泡沫金属的研究重点主要集中在一方面是改善泡沫金属性能，各国都投入了大量的人力物力，研究的内容主要包括对发泡金属的合金化、热处理、纤维增强或其它一些增强的方法；另外，最近几年在理论方面也开始对泡沫金属进行系统的研究，首先，在泡沫金属的结构参数上的研究，人们越来越感觉到泡沫金属在物理结构上的特殊性，它不仅是一种结构材料，而是一种具有许多物理性能的多功能材料．它的那些特殊的性能都能从它的结构上找出原因．例如泡沫金属孔隙通孔率与闭孔率的测定研究、孔径的统计测量、比表面积的测量及这些参数对泡沫金属性能的影响，其次是对泡沫金属性能方面如泡沫金属的变形特性、吸声特性、阻尼内耗特性等的研究，这些研究给应用研究提供了理论依据。
国内对泡沫金属的研究开始与八十年代，其中东南大学、贵州工学院、昆明理工大学、东北大学、大连理工大学、太原理工大学等一些学校和科研单位对泡沫金属的研究处于国内领先地位［15-21］,其中近几年来，清华大学对Gasser铜研究有了突破性进展。
国内用发泡法和渗流法制造泡沫铝已处于国际水平，但对连续生产方面的研究还不发达，有待于以后进一步研究，但对理论性能方面的研究国内研究的比较早，处于国际领先水平，如对泡沫金属的结构参数的测定，阻尼性能等都进行了大量的研究，并取得的可喜的成果，但是在应用方面，国内研究的甚少，基本没有报道。
总之，对于泡沫金属的研究还处于继续研究阶段，无论是其制备方法还是其性能研究，以及其性能在实际中的应用，都还没有达到完善，都有待于科技工作者的进一步研究。
图1.1泡沫金属的连续生产方法
1.2泡沫金属的性能[22-35]
对于泡沫材料当基体中的气孔数目与大小达到一定程度后，虽会损失部分强度等力学性能，但其却可以获得良好的可压缩性，优良的综合力学性能（主要是刚度和强度）以及重量轻等基本特征，正因为其具有这些特征可获得保温、质轻、防震、隔声、能量吸收、高比刚度、高比强度等优越性能，所以其有着广泛的应用前景。
泡沫材料的性能主要取决于金属机体中孔洞的特征和分布状况，包括孔的形状、数量（体积百分比）、孔的类型（通孔、闭孔）、空洞结构（孔隙率、孔径、通孔度、比重、比表面积），当然金属骨架的材料也是至关重要的。
泡沫金属是结构材料和功能材料的结合体，其集机械性能、热学性能、声学性能等多项性能于一体，在应用发面有着传统材料所无法比拟的优越性，泡沫金属可被应用于建筑、航空、计算机、交通工具等众多领域，而且随着泡沫金属生产工艺的不断完善及对其性能研究开发的不断深入，泡沫金属的应用领域还将不断扩大。
因此，对泡沫金属进行研究开发有着重大的实际应用价值。
1.2.1机械性能
泡沫金属由于存在着大量的孔洞，使其机械性能与金属本是存在一定差异，泡沫金属的机械性能主要由其密度决定，一般来说当密度减小时，泡沫金属的力学性能将急速下降，泡沫金属的抗拉强度、弹性模量、屈服应力随孔隙率的增大而呈指数函数降低，但是孔的尺寸、结构与分布同样是决定机械性能的重要参数，泡沫金属的抗拉强度比较低，比强度也较低但是抗压强度和抗弯强度较高。
泡沫铝的抗拉强度只有铝的1/100左右，比强度约为铝的1/10。
泡沫铝的刚性较差，如泡沫铝没有金属铝所具有的延展性，受到压力几乎不发生塑性变形，由弯曲试验测得泡沫铝的弹性模量约为铝合金的1/50～1/10。
泡沫金属由金属骨架及孔隙所组成，组织极不均匀，应变强烈滞后于应力，压缩应力——应变曲线中包括一个很长的平直线段，在压缩压力下，材料经历初始弹性变形后，进入应力曲线平台，即泡沫开始破裂．在泡沫破碎阶段应力基本保持不变．经过大量的塑性变形后，泡沫已经全部破碎，材料进入密集化阶段，应力迅速增加，因而它是一种具有高能量吸收特性的轻质、高阻尼材料。
另外，由于泡沫金属基体材料不同，泡沫金属的弹性、脆性、韧性一般也不同，通常泡沫金属在拉伸时，断裂应变相对较小，自由扭转变形都远远大于其拉伸应变；通常情况下泡沫金属的韧性性能较好；由于泡沫金属具有较好的塑性，因此其断裂韧性一般较高。
1.2.2热物理性能
泡沫金属具有优良的热学性能，由于在基体中存在大量的孔洞，使泡沫进金属的熔点、比热、热膨胀系数、导热性、热辐射和抗热震性等方面与基体金属存在一定差异。
这些性能部分与基体材料有关，而另外一些则与孔洞的大小和多少、结构有密切的关系。
实际上泡沫金属并没有因为存在孔洞而改变其熔点，其的熔点与基体金属的熔点是相同的。
然而，由于泡沫金属的表面常覆盖一层连续的氧化物，这层氧化物的熔点相对要高得多。
泡沫金属表面的氧化层面积随孔隙率的增加和孔径的减小而增大。
所以当孔隙率大孔径大时所得到的泡沫金属熔点升高。
这就解释了通常情况下大家认为泡沫金属的耐热性强于基体金属的原因。
单位质量的泡沫金属的比热容与单位质量基体材料的比热容大致相等。
而泡沫表面的氧化物薄层及所含的空气对热熔有一定的影响，但影响不大。
然而，与基体金属相比，泡沫金属的体积热容却要低得多。
泡沫金属的热膨胀系数也与基体金属类似，但由于大量孔洞的存在，使其热导率比基体金属要低得多，且随着热膨胀系数与热导率之间比值的增大，热变形的趋势将增强。
因此，泡沫金属在加热或冷却过程中应当避免过大的温度梯度。
泡沫金属的热扩散系数可定义为热导率与体积热容之间的比值。
泡沫金属一般比实体材料具有更高的热扩散系数，因此达到稳定热流更加容易。
泡沫金属的传热特性主要考虑其在无对流和有对流的两种情况下，一般来说无对流情况下，隔热性能较好，并随孔隙率提高而提高。
有对流时，泡沫金属的散热性显著增强，在孔隙率一定时，随孔径增大换热效果略有提高；在孔径相同时，随孔隙率增大，自然对流使换热效果提高，但强迫对流却相反。
泡沫金属表明的热辐射几乎总是比组成它的金属要高，相同外观尺寸的条件下泡沫的实际表面积比块状实体金属大得多，因此泡沫将发射或吸收更多的热辐射。
通孔泡沫金属具有大的表面积，并使散布其中的流体产生复杂的三维流动，所以具有良好的散热能力。
1.2.3声学性能
对于泡沫金属的声学特性主要是指它的隔声效果和吸声效果。
声音的衰减指数取决于声音的频率，但声波通过物质传递后，如果频率下降的很快，那么就说明这种材料具有良好的隔音效果。
声音的频率很低时，声音的衰减主要由板材的刚度所控制，此时，泡沫金属优良的质量比刚度使其在很低的频率范围内的应用具有很强的吸引力。
在频率稍高一点的范围内，声音的衰减取决于所用材料的自然共振、板材尺寸和安装条件，在这个范围内泡沫金属也是有用的，因为与实体材料相比，泡沫金属有更好的阻尼性，当声波射人泡沫金属表面时，会发生漫反射。
进入孔内的声波使泡沫金属骨架振动，释放能量而消耗声能，另外，泡沫金属还可以提高第一次共振频率，因此扩大了刚度控制的范围。
对于更高频率下，泡沫金属对声音的隔音效果不是很好。
通过孔径变化的孔隙中膨胀消音，它又具有徽孔消音特性，因而是一种优异的吸声材料，可制作各种消声器。
泡沫金属适合作为高频率的电磁渡的电磁兼容、屏蔽材料。
1.2.4电学性能
泡沫金属的导电性主要是指随着孔隙率的增加，相对密度减少，可利用的导电的界面减少，电流路径的扭曲程度增加，使导电性能降低。
但是目前这方面的研究还只限于定性研究，定量的理论模型还比较少。
泡沫金属与聚合物和大多数的陶瓷基材料在导电性上存在显著的差别。
由于泡沫金属具有孔洞结构，使可利用的导电面积减少，泡沫金属与金属相比下降了许多，但与陶瓷或聚合物基泡沫相比仍具有相对良好的导电性。
而且泡沫金属还具有一定的电磁屏蔽作用，使电磁波对于这种孔洞结构的透射力降低，有表面层的闭孔泡沫结构更是如此，这可以成功的用来保护人或电器免受电磁波的影响。
1.2.5渗透及流通性能
泡沫金属具有良好的渗透和通透性能，因此在过虑材料方面具有广阔的应用。
通孔泡沫铝用作过滤器、消声器等场合都与流体或气体流通特性有关，采用表观渗透系数k表征流体流通能力。
研究表明，值随孔径、空隙率的增大而提高，流通压力的提高也使渗透系数提高，但它也受表面粗糙度的影响，而且受闭孔数的影响也很大，只有那些具有通孔结构的泡沫金属才具有高的通透性。
1.3泡沫金属的结构特征[36]
金属泡沫材料既具有金属的性质，结构上又与泡沫塑料相似，根据其内部孔隙的结构不同，可将其分为通孔及闭孔两大类。
通孔泡沫金属中的孔洞呈连通的三维结构，而闭孔泡沫金属中孔洞是独立的，泡沫金属的结构表征参数有孔径、孔隙率、比重、比表面积等
（1）孔隙率：
又称孔率或孔隙度，即表征材料中孔隙的总体积占材料总体积的百分率。
一般用百分数来表示，也可用小数表示。
该指标既是多孔材料中最易测量、最易获得的基本参量，同时也是决定多孔材料导热性、导电性、光学行为、声学性能、拉压强度、蠕变率等物理、力学性能的关键因素[40]。
泡沫金属的孔隙率比较高，它的孔隙率在30～90％。
孔隙率是评价发泡效果的一个重要指标，本论文对试样进行了孔隙率的测量。
对于规则的发泡试样，可以直接测量出其体积和质量，然后计算出发泡试样的密度，发泡试样的密度和致密体密度的比值与1的差值的绝对值即为试样的孔隙率。
试验的发泡试样为不规则的试样，其试样体积的测量采用排水法。
计算公式如下：
试样密度
…………………………………………………………（1-1）
孔隙率
……………………………………………..（1-2）
式中：
——孔隙率；
M——试样的质量；
V——试样的体积
——致密金属的密度（通常为7.8g/cm3）
（2）孔径：
孔径指的是多孔体中孔隙的名义直径，一般都只有平均或等效的意义[41]。
其表征方式有最大孔径、平均孔径、孔径分布等。
泡沫金属的孔径一般较大，0.1～10mm或者更大。
（3）通孔度：
任何截面上孔隙通道直径平均值与孔隙孔径平均值之比为通孔度。
对于通孔泡沫金属来说，通过控制工艺参数，可获得相互贯通的孔，减少闭孔的比例，形成连续的立体金属网络，其外观如海棉状。
（4）密度：
泡沫金属的质量与其体积比。
多孔材料中孔所占的体积百分数越高，相应的密度就越低。
由于制造方法不同，泡沫金属的密度可以在很大范围变化，目前所能获得的最大孔隙率为98％。
孔隙率越高，泡沫金属相应的密度就越小。
密度随孔隙率的变化而变化。
泡沫金属的密度可以通过孔隙率来控制。
（5）比表面积：
多孔体表面上孔隙的面积与其体积的比。
泡沫金属的比表面积较大，为10～40cm2/cm3。
（6）气泡形状由于制备方法不同，多孔泡沫金属中的气泡可分为球状、胞状和球胞混合状三种形态。
1.4泡沫金属的应用[42-46]
泡沫金属由于其内部存在大量的孔洞，使其在结构和功能上与金属材料都具有差异，虽然当基体中的气孔数目与大小达到一定程度后，虽会损失部分强度等力学性能，但其却可以获得良好的可压缩性，优良的综合力学性能（主要是刚度和强度）以及重量轻等基本特征，这些特征决定了泡沫金属在保温、质轻、防震、隔声、能量吸收、高比刚度、高比强度等方面具有，广泛的应用前景。
近几年来，多孔泡沫金属已经得到了较广泛的应用。
其应用遍及汽车工业，建筑业，化工，电化学工业，航天工业，军事工业等等。
1.4.1阻尼性能的应用
泡沫金属由于其结构上的特性，决定了它与一般高强度的结构材料（如钢、铁、铝合金等）相比具有高阻尼性。
利用这一特点，可以应用作为缓冲器和吸振器，现在已经在航空和交通领域得到了重要的应用。
例如汽车的防冲撞和机载设备（事故记录夹持器），升降机和传动器的安全垫，高速磨床防护装置的吸能减振内衬等，此外，在宇宙飞船起落架的减振元件方面也成功的应用了泡沫金属的阻尼特性。
德国的Fraunhofer-InstituteforAppliedMaterialsResearch（1FAM）研究了泡沫铝合金的能量吸收特点后，制造出用作汽车后墙的泡沫铝合金夹芯板材，这种材料是由加入了发泡剂的铝液在一定温度条件下浇入上下二块铝板之间，发泡凝固而成。
RWTH公司己将这种材料用于新一代概念车的设计。
1.4.2热物理性能的应用
泡沫金属具有很大得比表面积，在各种多孔电极、催化剂及催化剂载体、电容器、电解槽阳极以及热交换器等方面有这较好的应用，同时还可以根据不同的需要，制成管状或平面状金属与泡沫金属相结合的组合件。
目前，利用这方面的性质，已经成功的应用在了热交换器等器件上。
1.4.3吸声性能及电磁吸收特性的应用
通孔泡沫金属有优异的吸声能力，采用合适的声结构，可以使产生好的声吸收效果，可作为噪音衰减功能材料，利用其吸声性能可制作各种吸声材料、减振材料、火焰阻止材料、声阻及缓冲器等。
日本已在高速列车发电机室、无线电录音室及新干线吸音方面使用泡沫金属并获得很好的效果。
泡沫金属还可以用于蒸气发电厂、气动工具、小汽车等的消声器等。
1.4.4通透性的应用
泡沫金属具有优良的通透性，优良的流通特性使其成为制备过滤器的重要材料，与粉末冶金多孔金属相比，孔径及空隙率均较大，泡沫金属过滤可用于液体（石油、汽油、制冷剂、聚合物熔体及水悬浮液）、空气或其它气流中滤掉固体颗粒或某些活性物质。
泡沫金属已在过滤器和除尘器中得到应用，通过泡沫金属在净化水的应用中，受到污染的水通过多孔泡沫金属后，由于与泡沫金属中的金属离子发生氧化还原反应而达到净化。
还可在一些特殊条件下应用，如用Ni或其他导磁材料制造的泡沫金属材料，在其网络骨架周围会产生很强的磁场，可用来净化处理工业废水。
俄罗斯用泡沫铁制成香烟过滤嘴，可使吸入的致癌物质减少3/4以上。
1.4.5其他方面的应用
泡沫金属具有耐火与灭火相协调的可渗透性，可以用在灭火器上．以阻止火焰沿管道蔓延。
在化学工业上，可利用大的表面的特性作高效催化剂载体；反应塔的填料等。
电化学中，可以制造高效电池的电极。
目前，国内泡沫金属尚处于试验研究及初步实用阶段，这种材料的特性及其适用的领域，还有待进一步研究和开拓。
它在高技术和军事领域的用途将被首先重视和开发，这可能是国内外近几年对泡沫金属的生产和应用报道极少的原因。
为了与传统材料相竞争，尚需进一步降低泡沫金属的生产成本。
总之，泡沫金属是很有发展前途的一种新型功能材料，可望在新开发领域内得到应用，构成关键元件，从而制造出具有某些独特性能的特殊装置或部件。
1.5泡沫金属的制备方法[37-41]
多孔泡沫金属的制备方法主要有粉末冶金法、熔体发泡铸造法、金属沉积法、自蔓延高温合成法、腐蚀造孔法、气体注入法、金属－气体定向凝固共晶生长法等，其中粉末冶金法、熔体发泡铸造法、渗流铸造法因为其各自的优点突出，应用比较广泛。
1.5.1粉末冶金法
粉末冶金法是利用金属粉末，通过烧结的方法，将金属烧结成有一定强度和一定孔隙率的金属体的一种方法。
粉末冶金法可用于一些熔点较高的金属和合金，如不锈钢、铜、铁、镍等发泡材料的制取，可根据需要使用不同形状的粉末（不规则形状、针形与球形混合粉末等）。
将相应的发泡剂加入粉末中，先成型后烧结，以使发泡剂分解蒸发或挥发和溶解而得以去除，从而得到泡沫金属。
该方法与其他方法比较起优点是对设备的要求不高，烧结温度低，而且烧结温度、时间和气氛可以控制，在烧结体中加入的发泡剂在室温下就可以与金属粉末混匀，而且制备的多孔泡沫材料具有孔洞细小、均匀、连通的特点。
因此，此法适用于对高熔点泡沫钢的研究。
粉末冶金法的工艺流程大致为：
筛分——称料一一混料一一成型——烧结。
烧结过程一般都是在保护性气氛下进行的，它又分为烘干——烧失添加物（包括粘结剂、润滑剂等）——预烧结——终烧结等阶段。
粉末冶金法根据具体的工艺不同可分为松散粉末烧结法、压实烧结法、悬浮液发泡烧结法和烧结含饱和浆液的海绵等方法。
松散粉末烧结发是将混好的金属粉末添入到模具中，不经过压制直接进行烧结，利用金属粉末的烧结特性，使在烧结过程中，粉粒在接触面处得以粘接，并保留一定的孔隙。
压实烧结法与松散粉末烧结法不同之处是在烧结之前先经过压制成型，然后再进行烧结。
悬浮液发泡烧结法是在一种有机载体中加入金属粉末与发泡剂制成悬浮液，将此混合液搅拌成泡沫状，然后加热成固态多孔结构体。
烧结含饱和浆液的海绵这种方法是将金属粉末浆液渗入多孔的海绵状有机材料中，干燥后，再在一定温度下烧结，使海绵状有机物分解除去，得到高孔隙率的多孔金属材料。
1.5.2熔体发泡铸造法
这种方法的工艺过程是向熔融金属中加入增粘剂，使其粘度提高，然后加入发泡剂，发泡剂在高温下分解产生气体，通过气体的膨胀使金属发泡，然后使其冷却下来或者浇注可以得到泡沫金属。
通过发泡，即意味着在液体中释放气体，从而确保气泡不逸出并且通过冷却最终使液体泡沫稳定。
对于泡沫铝来说常用的发泡剂TiH2、ZrH2等金属氢化物，也有用CaC伪作为发泡剂的。
采用这种方法工艺操作难度较大，产品中的气泡均匀性及大小不容易控制。
目前，采用高速搅拌和选择合适的增粘剂，使发泡剂和金属熔体均匀，通过发泡温度和时间的控制，已经可以制备相对均匀的泡沫铝。
另外，可采用搅拌时向金属熔体中吹入气体的方法来代
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