海绵金属是疏松多孔、类似
海绵的金属(或合金),采用冶炼工艺制取。用
粉末冶金工艺制得的
多孔材料称为
多孔金属(或合金)。多孔金属的孔径和
孔隙度可以控制,而海绵金属则不易控制。海绵金属因为多孔,有很大的
比表面积。与致密金属相比,它的吸附能力大,
透气性好,化学活性高,容易氧化,但导电、导热性能较差,
抗拉强度较低。
制取海绵金属工艺的共同点是:操作温度必须低于所生产金属的熔点。海绵金属的制取工艺不同,产品的外形、孔径和
孔隙度也不相同。某些海绵金属可用
金属热还原或用电解工艺制取,如用镁或钠还原
TiCl4、ZrCl4、HfCl4和VCl3可分别制取
海绵钛、
海绵锆、
海绵铪和海绵钒,TiCl4用
熔盐电解法也可制取海绵钛。另外,用ThCl4镁还原工艺,可制成含钍20%的镁钍合金,经
真空蒸馏除镁,也可获得海绵钍。预加镁和
助熔剂,用
钙还原制备钇组
稀土金属时,也可用真空蒸馏除镁的方法获得海绵钇或
钇组稀土海绵金属。在上述工艺中,镁是
造孔剂。
湿法冶金提取铟和镉的工艺,可分别从含金属盐类In2(SO4)3或CdSO4的酸性水溶液中,用
电极电势更负的活性金属锌(或铝)置换,沉淀出海绵铟和海绵镉。
某些纯金属盐类,在热分解过程中会引起金属烧结,产出海绵金属,此时其他成分呈气体挥发,使金属造孔。如在
铂族金属的冶金工艺中,提纯得到的沉淀物【(NH4)2PtCl6】、【Pd(NH3)2Cl2】 和【(NH4)3RhCl6】,经
煅烧可分别获得
海绵铂、海锦钯和海绵铑。
在
直接还原炼铁过程中,由于采用了固相还原,生成的新相──铁仍保持了原矿或原
球团矿的外形。
氧化铁失氧后,铁晶体体积缩小,形成大量微气孔而呈海绵状。
此外,现已有人研究在宇航飞行器中,向
液态金属中加入发泡剂,并使其在失重和真空条件下凝固,获得轻质海绵金属。
一般情况下,海绵金属是一种冶金中间产品。除了少量的活泼金属作
吸气剂等用途外,直接应用不多。