泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑后,經(jīng)過(guò)發(fā)泡工藝而成,同時(shí)兼有金屬和氣泡特征。它密度小、高吸收沖擊能力強(qiáng)、耐高溫、防火性能強(qiáng)、抗腐蝕、隔音降噪、導(dǎo)熱率低、電磁屏蔽性高、耐候性強(qiáng)、有過(guò)濾能力、易加工、易安裝、成形精度高、可進(jìn)行表面涂裝。
泡沫鋁可以通過(guò)改變其密度和孔結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)所需的綜合性能。這正是這種獨(dú)特材料的魅力所在。因而被廣泛地應(yīng)用在許多領(lǐng)域:
1、泡沫鋁應(yīng)用范圍很廣,利用泡沫鋁的低密度、高剛度、隔音性能、隔熱性能、防火性能、吸能性能和受熱時(shí)不放毒氣等性能廣泛適用于軌道交通行業(yè)。如車廂和集裝廂中隔熱隔音、吸能和防火、防毒部件上。
閉孔泡沫鋁內(nèi)部氣孔充滿了傳熱能力很小的氣體,使其傳熱能力比實(shí)體材料小得多。通孔泡沫鋁具有的大比表面積、高孔隙率、廣闊的熱量擴(kuò)散空間及高的孔壁傳熱性,賦予其良好的熱交換性能。在自然對(duì)流的條件下,可通過(guò)氣體或液體在通孔泡沫鋁等泡沫金屬孔隙中的流動(dòng)與其孔壁之間進(jìn)行熱交換,因而通孔泡沫鋁是很好的熱交換材料或散熱材料。由于具備良好的流體傳輸動(dòng)力,通孔泡沫金屬的散熱性能甚至能達(dá)到其致密基體的導(dǎo)熱性能,采用這種泡沫金屬可增強(qiáng)航空設(shè)備的熱交換器、能源動(dòng)力用緊湊式散熱片以及空氣冷卻用冷凝塔等設(shè)備的熱交換能力。例如飛機(jī)上使用的消冰裝置和防凍裝置,將通孔泡沫鋁板裝在機(jī)翼前面,將加熱的氣體或防凍劑從泡沫鋁板中噴出即可達(dá)到消冰的目的。
泡沫鋁在壓縮過(guò)程中會(huì)將大量的功轉(zhuǎn)化為泡沫鋁胞孔的變形、塌陷、破裂以及相互摩擦等形式的能量而損耗,所以泡沫鋁能夠吸收大量的外界沖擊能量。泡沫鋁具有很高的阻尼特性,純鋁泡沫阻尼值約為鋁的5~10倍。利用泡沫鋁良好的能量吸收及阻尼性能,可將其制作成優(yōu)良的能量吸收材料及減震材料,例如汽車的保險(xiǎn)杠、宇宙飛船的起落架、升降機(jī)、傳送器安全墊及高速磨床防護(hù)罩吸能內(nèi)襯等。
2、利用泡沫鋁的隔音性能、吸音性能和吸能性能,用于城市建設(shè)中的環(huán)保領(lǐng)域,如:隔音屏;汽車制造業(yè)用在吸能元件和吸音元件上,如:保險(xiǎn)杠和消音器。
泡沫鋁特殊的孔結(jié)構(gòu)使其具有良好的吸聲性能。從綜合性能考慮,泡沫鋁是替代傳統(tǒng)吸聲材料的最佳選擇,可廣泛用于無(wú)線電錄音室、建筑及自動(dòng)辦公設(shè)備等,既可作外表裝飾,又兼作吸聲材料。
3、利用泡沫鋁的低密度、高剛度、低導(dǎo)熱性能,廣泛應(yīng)用于節(jié)能性建筑,如:隔熱墻體和防火隔熱門(mén),節(jié)能性移動(dòng)房。
4、可用在軍工行業(yè)、吸音和防磁部件上,如:坦克、潛艇外殼夾芯板。
泡沫鋁特殊的孔結(jié)構(gòu)使其具有良好的吸聲性能。從綜合性能考慮,泡沫鋁是替代傳統(tǒng)吸聲材料的最佳選擇,可廣泛用于無(wú)線電錄音室、建筑及自動(dòng)辦公設(shè)備等,既可作外表裝飾,又兼作吸聲材料。當(dāng)高頻磁場(chǎng)通過(guò)泡沫鋁時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)從而形成感應(yīng)渦流,與原磁場(chǎng)反向,形成渦流磁場(chǎng)的抵消作用,從而起到電磁屏蔽作用。泡沫鋁用作電磁屏蔽材料,能夠降低80%以上的電磁干擾,其屏蔽性能遠(yuǎn)比純鐵、含銅粉涂料等材料優(yōu)越,特別是在電磁波高頻區(qū)有更好的屏蔽性,在0.015kHz~1.5GHz的頻率范圍內(nèi)的電磁屏蔽性能可達(dá)75dB以上。
5、其他機(jī)械制造業(yè)、航空工業(yè)等產(chǎn)品的隔熱隔音、防震、吸能元件都可以用泡沫鋁材料來(lái)制造。泡沫鋁這種功能材料已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),如美國(guó)、日本、加拿大、德國(guó)、韓國(guó)等。我們國(guó)家已有幾十個(gè)單位在研究泡沫鋁的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),但到目前還沒(méi)有一家投入規(guī)模化生產(chǎn),能生產(chǎn)出有使用價(jià)值的產(chǎn)品。
6、目前,國(guó)家已經(jīng)推廣泡沫鋁做隔音屏,規(guī)格為1000mm×1000mm×10mm密度為0.6的泡沫鋁板,價(jià)格為300元/m2目前市場(chǎng)上需求量為60000m2/年。
7、夾芯板:有著非常有希望的潛在市場(chǎng),目前,軌道列車車廂,正準(zhǔn)備采用泡沫鋁夾芯板正處于設(shè)計(jì)階段,年需要量為(3~5)×1000噸。
8、用作過(guò)濾材料。
泡沫鋁具有優(yōu)良的滲透性能,是一種很好的過(guò)濾材料。泡沫金屬的孔道對(duì)流體介質(zhì)中固體粒子有阻留和捕集作用,氣體或液體通過(guò)泡沫金屬后能得到過(guò)濾與分離,從而達(dá)到介質(zhì)的凈化或分離作用,多孔金屬過(guò)濾器可用于從石油、汽油、致冷劑、聚合物熔體和懸浮液等,以及空氣和其它氣流中濾掉固體顆粒。泡沫金屬材料也可用作分離媒介,如從水中分離油或從冷凍劑中分離水。
泡沫鋁作為功能材料的應(yīng)用前景
泡沫鋁內(nèi)部存在大量孔隙,使其具有質(zhì)輕及比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有很強(qiáng)的能量吸收性、抗沖擊性、高比強(qiáng)度、電磁 屏蔽、吸聲性能、高阻尼性、低熱導(dǎo)率、低電導(dǎo)率等特殊優(yōu)點(diǎn)。因此,泡沫鋁是一種很有希望的新型功能材料。
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