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      推動泡沫鋁作為結構材料的應用研究

      來源:本站原創 發布時間:2017年04月17日 閱讀
      泡沫鋁是一種由鋁或鋁合金基體與氣孔復合而成的新型輕質功能-結構一體化材料,它的這種特殊的結構決定了其輕質性、高孔隙率、高比表面積等特點,由此獲得許多致密金屬所不具有的優良特性,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,而且經久耐用,易于回收再利用,使其在工業、軍事、航空航天及建筑等領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,使其具有質輕及比強度高等特性而成為較理想的輕質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和動態載荷下的變形模式,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。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零件的質量只有原鋼件質量的1/2,而其比剛度卻為鋼件的10倍,保溫絕熱性能比實體鋁高95%,因此,泡沫鋁將會成為重要的汽車材料,為汽車工業的發展創造更加有利的條件。在航空航天領域,波音公司已經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中具有很好的應用前景。在建筑行業,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,特別需要同時具備吸能和承載特性的輕質泡沫金屬材料來降低能耗。
        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異的性能特點,因此泡沫鋁除了適用于常規環境外,還可用于露天、高溫、潮濕等惡劣環境。
        泡沫鋁性能優異,應用范圍廣,在工業、航空航天、環保、建筑等眾多行業具有很好的應用開發前景和潛力。目前國外對于泡沫鋁的應用研究已相當成熟,并在多個行業實現了規;瘧。我國現階段泡沫鋁的制備技術已較為成熟,但在應用研究領域較國外落后,特別是在結構材料方面的應用目前還處于實驗室研究階段。所以,我國泡沫鋁研發人員今后應加強泡沫鋁材料的應用基礎研究,努力促進其工業化生產及應用推廣。

       

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