泡沫铝

纯铝或铝合金经过发泡工艺而成

泡沫铝是由Allen于1959年发明的,它是在纯铝或铝合金中加入添加剂后,经过发泡工艺而成的一种材料。泡沫铝具有金属和气泡的特征,密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。

简介

泡沫铝具有优异的物理性能、 化学 性能和力学性能以及可回收性。泡沫铝的这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景,是很有开发前途的工程材料,特别是在 交通运输 工业,航天事业和 建筑结构 工业等方面。

性能特点

1.轻质:密度为金属铝的0.1—0.4倍。

2.高比 刚度 :其抗弯比刚度为钢的1.5倍。

3.高 阻尼 减震性能及冲击能量吸收率:阻尼性能为金属铝的5—10倍。 孔隙率 为84%的泡沫铝发生50%变型时,可吸收2.5MJ/m以上的能量。

4.良好的 声学 功能:

(1)隔声性能(闭孔): 声波 频率上800—4000HZ之间时,闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上。

(2)吸声性能(微通孔和通孔):声波频率在125---4000HZ之间时,通孔泡沫铝的吸声系数最大可达0.8,其 倍频程 平均吸声系数超过0.4。

5.优良的电磁屏蔽性能: 电磁波 频率在2.6—18GHZ之间时,泡沫铝的电磁屏蔽量可达60—90dB。

6.良好的 热学 性能: 孔隙率 为80---90%的闭孔泡沫,相当于 大理石 。通孔泡沫铝由于其孔洞相互 连通 ,在 强制对流 条件下具有良好的散热性。

7.不燃烧且有较好的耐热性。□耐腐蚀性、耐候性好,低吸湿,不老化,无毒性。

8.易加工:切割、钻孔、胶结方便;经模压可弯曲成所需形状;能用有机或 无机化合物 漆进行 表面处理 ;可以两面 蒙皮 ,构成大尺寸的轻质、高刚度板。

9.易安装:泡沫铝材料可以被安装在高处而无需机械起重设备,如:天花顶棚、墙壁和屋顶等,可以采用机械方法或直接用螺钉连接和固定,也可以用粘接剂粘贴在墙或天花板上。

10.金属薄板——泡沫铝——金属薄板形成的“ 三明治 ”结构继承了泡沫铝的优异性能,并具有很高的 抗弯强度 ,可用作新型建材、 机车 车辆的高 刚度 结构件等。

11.上述性能的多功能兼容。

结构特征

1.较大的孔径0.3—7mm;

2.较高且可控的 孔隙率 :63%--90%;

3. 比表面积 大10---45cm2/cm3;

4.孔结构多样化;闭孔、通孔及微通孔泡沫铝;

5.金属 骨架 成份及孔结构可控,能适应不同需求。

应用范围

吸声、隔声材料:泡沫铝可用于城市 轻轨铁路 、高架公路、地下隧道、机械设备的噪声治理及 声学 室、多功能厅和其他室内声响效果的改善。吸声的泡沫铝粘贴到混凝土或 钢结构 上,竖在 高架桥 、 轻轨 两旁作为大型吸音墙,可以减轻城市交通噪声。隔声的泡沫铝可用于工厂机房、机器设备、户外建筑工地的噪声隔离,解决了广泛应用的 玻璃棉 、 石棉 等吸声材料的许多局限性。

应用领域

泡沫铝可以通过改变其密度和孔结构来设计所需的综合性能。这正是这种独特材料的魅力所在。因而被广泛地应用在许多领域:

1.泡沫铝应用范围很广,利用泡沫铝的低密度、高 刚度 、隔音性能、隔热性能、防火性能、吸能性能和受热时不放 毒气 等性能广泛适用于 轨道交通 行业。如车厢和集装厢中隔热隔音、吸能和防火、防毒部件上。

2.利用泡沫铝的隔音性能、吸音性能和吸能性能,用于城市建设中的环保领域,如:隔音屏;汽车制造业用在吸能元件和吸音元件上,如: 保险杠 和消音器。

3、利用泡沫铝的低密度、高刚度、低导热性能,广泛应用于节能性建筑,如:隔热墙体和防火隔热门,节能性移动房。

4.可用在军工行业、吸音和防磁部件上,如:坦克、潜艇外壳 夹芯板 。

5.其他 机械制造业 、 航空工业 等产品的隔热隔音、防震、吸能元件都可以用泡沫铝材料来制造。

泡沫铝这种功能材料已经在 发达国家 进行产业化生产,如 美国 、 日本 、 加拿大 、 德国 、 韩国 等。

国内已有几十个单位在研究泡沫铝的产业化生产,但还没有一家投入规模化生产,能生产出有使用价值的产品。

6.国家已经推广泡沫铝做隔音屏,规格为1000mm×1000mm×10mm密度为0.6的泡沫铝板,价格为300元/m市场上需求量为60000m/年。

7. 夹芯板 :有着非常有希望的潜在市场,轨道列车车厢,正准备采用泡沫铝夹芯板正处于设计阶段,年需要量为(3~5)×1000吨。

结构用材

泡沫铝“ 三明治 ”结构,具有质轻,高 刚度 的特征,可作为优异的 结构材料 。如:用作汽车的结构件时,重量只有 钢结构 的一半,而刚度则提高10倍,据报道大约有20%的汽车结构件可采用这种结构。

1.新型建筑材料:

泡沫铝是一种新型建筑及装潢材料,它具有质轻、高比刚度、美观、不燃烧等优点,并兼有吸音、隔热、电磁屏蔽等特性。因此泡沫铝可广泛应用于商场、宾馆、体育馆等场馆的建筑装潢。

2.电磁 屏蔽材料 :

因其优异的电磁屏蔽性能,泡沫铝可用于电信、 电子 仪器、计算机房、电视广播设备的电磁屏蔽,能防止 核辐射 引起的电脉冲效应EMP(该效应能烧毁半导体或产生因数据传输损失引起了电子混乱,最终摧毁电子设备)。

3. 保温材料 :

因其导热系数低,同时具有质轻、高比 刚度 、不燃烧等优点,可用作隔热、保温、保冷材料等。

冲击能量吸收材料:因其具有优良的冲击能量吸收性能,可用作汽车防冲档、机械装置的保护外壳,升降机的安全垫、飞机外壳夹层(冲缓爆炸冲击波)和 未来航天飞机 的防护层(可捕捉太空碎片)等。

参考资料

  1. 生产制造能漂浮的金属 今日头条 2024-10-23