泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑后,經過發泡工藝而成,同時兼有金屬和氣泡特征。它密度小、高吸收沖擊能力強、耐高溫、防火性能強、抗腐蝕、隔音降噪、導熱率低、電磁屏蔽性高、耐候性強、有過濾能力、易加工、易安裝、成形精度高、可進行表面涂裝。
泡沫鋁可以通過改變其密度和孔結構來設計所需的綜合性能。這正是這種獨特材料的魅力所在。因而被廣泛地應用在許多領域:
1、泡沫鋁應用范圍很廣,利用泡沫鋁的低密度、高剛度、隔音性能、隔熱性能、防火性能、吸能性能和受熱時不放毒氣等性能廣泛適用于軌道交通行業。如車廂和集裝廂中隔熱隔音、吸能和防火、防毒部件上。
閉孔泡沫鋁內部氣孔充滿了傳熱能力很小的氣體,使其傳熱能力比實體材料小得多。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。在自然對流的條件下,可通過氣體或液體在通孔泡沫鋁等泡沫金屬孔隙中的流動與其孔壁之間進行熱交換,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力,通孔泡沫金屬的散熱性能甚至能達到其致密基體的導熱性能,采用這種泡沫金屬可增強航空設備的熱交換器、能源動力用緊湊式散熱片以及空氣冷卻用冷凝塔等設備的熱交換能力。例如飛機上使用的消冰裝置和防凍裝置,將通孔泡沫鋁板裝在機翼前面,將加熱的氣體或防凍劑從泡沫鋁板中噴出即可達到消冰的目的。
泡沫鋁在壓縮過程中會將大量的功轉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,可將其制作成優良的能量吸收材料及減震材料,例如汽車的保險杠、宇宙飛船的起落架、升降機、傳送器安全墊及高速磨床防護罩吸能內襯等。
2、利用泡沫鋁的隔音性能、吸音性能和吸能性能,用于城市建設中的環保領域,如:隔音屏;汽車制造業用在吸能元件和吸音元件上,如:保險杠和消音器。
泡沫鋁特殊的孔結構使其具有良好的吸聲性能。從綜合性能考慮,泡沫鋁是替代傳統吸聲材料的最佳選擇,可廣泛用于無線電錄音室、建筑及自動辦公設備等,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、低導熱性能,廣泛應用于節能性建筑,如:隔熱墻體和防火隔熱門,節能性移動房。
4、可用在軍工行業、吸音和防磁部件上,如:坦克、潛艇外殼夾芯板。
泡沫鋁特殊的孔結構使其具有良好的吸聲性能。從綜合性能考慮,泡沫鋁是替代傳統吸聲材料的最佳選擇,可廣泛用于無線電錄音室、建筑及自動辦公設備等,既可作外表裝飾,又兼作吸聲材料。當高頻磁場通過泡沫鋁時會產生感應電勢從而形成感應渦流,與原磁場反向,形成渦流磁場的抵消作用,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,其屏蔽性能遠比純鐵、含銅粉涂料等材料優越,特別是在電磁波高頻區有更好的屏蔽性,在0.015kHz~1.5GHz的頻率范圍內的電磁屏蔽性能可達75dB以上。
5、其他機械制造業、航空工業等產品的隔熱隔音、防震、吸能元件都可以用泡沫鋁材料來制造。泡沫鋁這種功能材料已經在發達國家進行產業化生產,如美國、日本、加拿大、德國、韓國等。我們國家已有幾十個單位在研究泡沫鋁的產業化生產,但到目前還沒有一家投入規模化生產,能生產出有使用價值的產品。
6、目前,國家已經推廣泡沫鋁做隔音屏,規格為1000mm×1000mm×10mm密度為0.6的泡沫鋁板,價格為300元/m2目前市場上需求量為60000m2/年。
7、夾芯板:有著非常有希望的潛在市場,目前,軌道列車車廂,正準備采用泡沫鋁夾芯板正處于設計階段,年需要量為(3~5)×1000噸。
8、用作過濾材料。
泡沫鋁具有優良的滲透性能,是一種很好的過濾材料。泡沫金屬的孔道對流體介質中固體粒子有阻留和捕集作用,氣體或液體通過泡沫金屬后能得到過濾與分離,從而達到介質的凈化或分離作用,多孔金屬過濾器可用于從石油、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用前景
泡沫鋁內部存在大量孔隙,使其具有質輕及比強度高等優點,同時具有很強的能量吸收性、抗沖擊性、高比強度、電磁 屏蔽、吸聲性能、高阻尼性、低熱導率、低電導率等特殊優點。因此,泡沫鋁是一種很有希望的新型功能材料。
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