日期:21-11-05 時(shí)間:03:54 來源: 益榮金屬
泡沫鋁新材料與致密金屬材料相比,既可作為功能材料應(yīng)用,也可作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用,而通常情況下泡沫鋁新材料兼有功能和結(jié)構(gòu)雙重作用,而且經(jīng)久耐用,易于回收再利用,使其在工業(yè)、軍事、航空航天及建筑等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景泡沫鋁新材料作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用,由于泡沫鋁內(nèi)部存在大量孔隙,使其具有質(zhì)輕及比強(qiáng)度高等特性而成為較理想的輕質(zhì)復(fù)合夾層板或夾芯管的填充材料。泡沫鋁新材料用作三明治復(fù)合板的填充物,不僅質(zhì)輕,而且強(qiáng)度和剛度較高,泡沫鋁填充物可有效改善復(fù)合板材在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的變形模式,使其抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、剛度及吸能等性能都得到大幅度提高。與傳統(tǒng)蜂窩夾層材料相比,泡沫鋁新材料的性能更高、成形性更好,并克服了蜂窩夾層材料各向異性的缺點(diǎn)。采用泡沫鋁新材料替代昂貴的蜂窩夾層材料,可以在獲得更高性能的同時(shí)大幅度降低成本。在建筑行業(yè),泡沫鋁新材料或其它泡沫金屬可以制成輕、硬、耐火的元件、欄桿或支撐體,例如現(xiàn)代化電梯高頻高速的加速和減速,特別需要同時(shí)具備吸能和承載特性的輕質(zhì)泡沫金屬材料來降低能耗。
泡沫鋁新材料的制備工藝較多,主流商業(yè)化生產(chǎn)的泡沫鋁新材料主要集中為:熔體發(fā)泡法、熔體吹氣法及粉末冶金法:
1、熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁新材料分為熔煉、熔體前處理、熔體增粘、添加劑攪拌、保溫發(fā)泡、冷卻、切割、板材后處理、存儲、包裝等多個(gè)工序。每個(gè)工序均使用無毒、無害金屬材料,能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)廢料、回收產(chǎn)品的100%循環(huán)利用。
2、粉末冶金法是將混合鋁粉與發(fā)泡劑粉,經(jīng)壓縮得到具有氣密結(jié)構(gòu)的預(yù)制體,加熱預(yù)制體使發(fā)泡劑分解釋放出氣體,迫使預(yù)制體膨脹得到泡沫鋁。粉末冶金法與其他方法比較可用的合金成分更為廣泛,有利于改善泡沫鋁新材料的力學(xué)性能,還可以直接制造形狀復(fù)雜的部件。
3、熔體吹氣法是首先向金屬熔融液中加入SiC、Al2O3等,并均勻分散以提高熔體粘度,然后向熔體底部吹入氣體(如氮?dú)?、惰性氣體等),在金屬液中形成大量氣孔后冷卻凝固。熔體吹氣法可實(shí)現(xiàn)泡沫鋁新材料的連續(xù)制備,對設(shè)備要求簡單,成本低廉,產(chǎn)品孔隙率可控。
泡沫鋁新材料的性能特點(diǎn):
1、超輕性密度為0.2~0.4g/cm3,約為鋁密度的1/10,鈦密度的1/20,鋼密度的1/30,鋼密度的1/30,以及木材密度的1/3。
2、吸音性
泡沫鋁新材料可以通過氣孔壁的振動(dòng)來吸收聲音的能量,用來去除噪聲。吸音性能的原理是:聲音進(jìn)入泡沫鋁后發(fā)生漫反射,相互干擾,使聲能轉(zhuǎn)化為熱能,從而使噪聲減弱。泡沫鋁新材料是具有高性能吸收特性的輕質(zhì)高阻尼材料,與其他吸音材料相比,平均吸聲系數(shù)可達(dá)0.4~0.52,低頻吸收性能優(yōu)良。
3、耐熱性
泡沫鋁新材料具有較高的耐熱性,一般鋁合金的溶解溫度在560-700℃左右,單泡沫鋁即使加熱到1400℃也不溶解,而且在高溫下不釋放有害氣體。泡沫鋁新材料制品不燃、無毒、耐熱和抗生物腐蝕的特性,決定了其在可燃的油性材料、溶液、紫外線和輻射作用下不會(huì)被破壞。
4、電磁波屏蔽性
泡沫鋁新材料的骨架相通,對高頻電磁波有良好的屏蔽左右,有良好的吸收和反射電磁能力,能夠使電磁干擾降低80%以上。泡沫鋁(發(fā)泡鋁)的電磁屏蔽性能,對于寫字樓這樣信號紛繁雜亂的空間,能夠起到很好的屏蔽效果。由于泡沫鋁新材料具有優(yōu)良的電磁屏蔽性能,同時(shí)兼有吸音特性,所以適合應(yīng)用于電信、電子儀器、計(jì)算機(jī)房、電視廣播設(shè)備房的天花板和墻壁,作為電磁屏蔽材料使用。
5、 高阻尼減震緩沖效果好
泡沫鋁新材料受壓達(dá)到其屈服點(diǎn)時(shí),應(yīng)變值超出臨界應(yīng)變,氣泡隔膜發(fā)生形變,一層一層地連續(xù)變形,氣泡破壞,產(chǎn)生極大的壓縮變形,形變量大而流動(dòng)應(yīng)力水平低,從而將沖擊能量吸收,表現(xiàn)出良好的緩沖效果。
6、加工方便
泡沫鋁新材料有很好的延展性和可塑性,很容易進(jìn)行機(jī)械加工,如切割、鉆孔、彎曲和壓花??捎娩弻⑴菽X新材料切割成不同規(guī)格和不同尺寸,能很方便地對其進(jìn)行鉆孔和鉚接,也能對其進(jìn)行彎曲和壓花,還能用黏接劑將泡沫鋁新材料進(jìn)行彼此粘貼。
由于泡沫鋁新材料反映了結(jié)構(gòu)材料與功能材料多學(xué)科互相滲透的新趨勢,在材料領(lǐng)域展示了廣泛的發(fā)展空間,在民用、工業(yè)、交通、航空、航天及軍事國防等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。特別是泡沫鋁聲屏障、泡沫鋁吸音降噪、泡沫鋁建筑裝飾、泡沫鋁電磁屏蔽、泡沫鋁隔音板、泡沫鋁吸音板、泡沫鋁復(fù)合板等都是性能良好,使用量多的建筑材料。
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