日期:21-11-05 时间:03:54 来源: 益荣金属
泡沫铝新材料与致密金属材料相比,既可作为功能材料应用,也可作为结构材料应用,而通常情况下泡沫铝新材料兼有功能和结构双重作用,而且经久耐用,易于回收再利用,使其在工业、军事、航空航天及建筑等领域具有巨大的应用前景泡沫铝新材料作为结构材料的应用,由于泡沫铝内部存在大量孔隙,使其具有质轻及比强度高等特性而成为较理想的轻质复合夹层板或夹芯管的填充材料。泡沫铝新材料用作三明治复合板的填充物,不仅质轻,而且强度和刚度较高,泡沫铝填充物可有效改善复合板材在静态和动态载荷下的变形模式,使其抗弯强度、抗压强度、刚度及吸能等性能都得到大幅度提高。与传统蜂窝夹层材料相比,泡沫铝新材料的性能更高、成形性更好,并克服了蜂窝夹层材料各向异性的缺点。采用泡沫铝新材料替代昂贵的蜂窝夹层材料,可以在获得更高性能的同时大幅度降低成本。在建筑行业,泡沫铝新材料或其它泡沫金属可以制成轻、硬、耐火的元件、栏杆或支撑体,例如现代化电梯高频高速的加速和减速,特别需要同时具备吸能和承载特性的轻质泡沫金属材料来降低能耗。
泡沫铝新材料的制备工艺较多,主流商业化生产的泡沫铝新材料主要集中为:熔体发泡法、熔体吹气法及粉末冶金法:
1、熔体发泡法制备泡沫铝新材料分为熔炼、熔体前处理、熔体增粘、添加剂搅拌、保温发泡、冷却、切割、板材后处理、存储、包装等多个工序。每个工序均使用无毒、无害金属材料,能够实现生产废料、回收产品的100%循环利用。
2、粉末冶金法是将混合铝粉与发泡剂粉,经压缩得到具有气密结构的预制体,加热预制体使发泡剂分解释放出气体,迫使预制体膨胀得到泡沫铝。粉末冶金法与其他方法比较可用的合金成分更为广泛,有利于改善泡沫铝新材料的力学性能,还可以直接制造形状复杂的部件。
3、熔体吹气法是首先向金属熔融液中加入SiC、Al2O3等,并均匀分散以提高熔体粘度,然后向熔体底部吹入气体(如氮气、惰性气体等),在金属液中形成大量气孔后冷却凝固。熔体吹气法可实现泡沫铝新材料的连续制备,对设备要求简单,成本低廉,产品孔隙率可控。
泡沫铝新材料的性能特点:
1、超轻性密度为0.2~0.4g/cm3,约为铝密度的1/10,钛密度的1/20,钢密度的1/30,钢密度的1/30,以及木材密度的1/3。
2、吸音性
泡沫铝新材料可以通过气孔壁的振动来吸收声音的能量,用来去除噪声。吸音性能的原理是:声音进入泡沫铝后发生漫反射,相互干扰,使声能转化为热能,从而使噪声减弱。泡沫铝新材料是具有高性能吸收特性的轻质高阻尼材料,与其他吸音材料相比,平均吸声系数可达0.4~0.52,低频吸收性能优良。
3、耐热性
泡沫铝新材料具有较高的耐热性,一般铝合金的溶解温度在560-700℃左右,单泡沫铝即使加热到1400℃也不溶解,而且在高温下不释放有害气体。泡沫铝新材料制品不燃、无毒、耐热和抗生物腐蚀的特性,决定了其在可燃的油性材料、溶液、紫外线和辐射作用下不会被破坏。
4、电磁波屏蔽性
泡沫铝新材料的骨架相通,对高频电磁波有良好的屏蔽左右,有良好的吸收和反射电磁能力,能够使电磁干扰降低80%以上。泡沫铝(发泡铝)的电磁屏蔽性能,对于写字楼这样信号纷繁杂乱的空间,能够起到很好的屏蔽效果。由于泡沫铝新材料具有优良的电磁屏蔽性能,同时兼有吸音特性,所以适合应用于电信、电子仪器、计算机房、电视广播设备房的天花板和墙壁,作为电磁屏蔽材料使用。
5、 高阻尼减震缓冲效果好
泡沫铝新材料受压达到其屈服点时,应变值超出临界应变,气泡隔膜发生形变,一层一层地连续变形,气泡破坏,产生极大的压缩变形,形变量大而流动应力水平低,从而将冲击能量吸收,表现出良好的缓冲效果。
6、加工方便
泡沫铝新材料有很好的延展性和可塑性,很容易进行机械加工,如切割、钻孔、弯曲和压花。可用锯将泡沫铝新材料切割成不同规格和不同尺寸,能很方便地对其进行钻孔和铆接,也能对其进行弯曲和压花,还能用黏接剂将泡沫铝新材料进行彼此粘贴。
由于泡沫铝新材料反映了结构材料与功能材料多学科互相渗透的新趋势,在材料领域展示了广泛的发展空间,在民用、工业、交通、航空、航天及军事国防等领域有着非常广泛的应用前景,应用范围不断扩大。特别是泡沫铝声屏障、泡沫铝吸音降噪、泡沫铝建筑装饰、泡沫铝电磁屏蔽、泡沫铝隔音板、泡沫铝吸音板、泡沫铝复合板等都是性能良好,使用量多的建筑材料。
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