推動(dòng)泡沫鋁作為結構材料的應用研究

泡沫鋁是一種由鋁或鋁合金[ 有色商機:ADC12 ]基體與氣孔復合而成的新型輕質(zhì)功能-結構一體化材料,它的這種特殊的結構決定了其輕質(zhì)性、高孔隙率、高比表面積等特點(diǎn),由此獲得許多致密金屬所不具有的優(yōu)良特性,如很強的能量吸收性、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。泡沫鋁的性能主要取決于孔隙率、孔徑、通孔率、孔結構類(lèi)型、比表面積等孔結構參數及金屬基體。

　　與致密金屬材料相比,泡沫鋁既可作為功能材料應用,也可作為結構材料應用,而通常情況下它兼有功能和結構雙重作用,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)域具有巨大的應用前景。

　　作為結構材料的應用,由于泡沫鋁內部存在大量孔隙,使其具有質(zhì)輕及比強度高等特性而成為較理想的輕質(zhì)復合夾層板或夾芯管的填充材料.泡沫鋁用作三明治復合板的填充物,不僅質(zhì)輕,而且強度和剛度較高,泡沫鋁填充物可有效改善復合板材在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的變形模式,使其抗彎強度、抗壓強度、剛度及吸能等性能都得到大幅度提高。與傳統蜂窩夾層材料相比,泡沫鋁夾層材料的性能更高、成形性更好,并克服了蜂窩夾層材料各向異性的缺點(diǎn)。采用泡沫鋁夾層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。已有文獻報道,用三明治泡沫鋁夾層材料制造的某些汽車(chē)零件的質(zhì)量只有原鋼件質(zhì)量的1/2,而其比剛度卻為鋼件的10倍,保溫絕熱性能比實(shí)體鋁高95%,因此,泡沫鋁將會(huì )成為重要的汽車(chē)材料,為汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展創(chuàng )造更加有利的條件。在航空航天領(lǐng)域,波音公司已經(jīng)在嘗試用泡沫鈦和泡沫鋁夾層材料制成直升飛機的尾架,這種夾層材料可以制成彎曲甚至三維的形狀,使其在航空航天技術(shù)中具有很好的應用前景。在建筑行業(yè),泡沫鋁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(lái)降低能耗。

　　泡沫鋁除了具有以上特殊性能外,還具有耐腐蝕、耐潮濕及耐老化等優(yōu)異的性能特點(diǎn),因此泡沫鋁除了適用于常規環(huán)境外,還可用于露天、高溫、潮濕等惡劣環(huán)境。

　　泡沫鋁性能優(yōu)異,應用范圍廣,在工業(yè)、航空航天、環(huán)保、建筑等眾多行業(yè)具有很好的應用開(kāi)發(fā)前景和潛力。目前國外對于泡沫鋁的應用研究已相當成熟,并在多個(gè)行業(yè)實(shí)現了規�；瘧�用。我國現階段泡沫鋁的制備技術(shù)已較為成熟,但在應用研究領(lǐng)域較國外落后,特別是在結構材料方面的應用目前還處于實(shí)驗室研究階段。所以,我國泡沫鋁研發(fā)人員今后應加強泡沫鋁材料的應用基礎研究,努力促進(jìn)其工業(yè)化生產(chǎn)及應用推廣。