泡沫鋁是一種全新型戰(zhàn)略功能結(jié)構(gòu)材料,它是金屬鋁基體中分散著無數(shù)氣孔的類似泡沫狀的超輕金屬材料，集多種功能于一體，具有許多優(yōu)異的性能，如透流性、吸聲性、阻尼性、減振、電磁屏蔽等，同時，它還具有良好強(qiáng)度和剛度的力學(xué)性能，特別是它獨特的對壓縮載荷的響應(yīng)特征，而具有優(yōu)異的吸能性，是一種比高分子泡沫材料性能更加優(yōu)異的沖擊吸能及防護(hù)材料。

圖1 泡沫鋁材料

由于泡沫鋁材料反映了結(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，在世界上許多國家的高技術(shù)領(lǐng)域及一般工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，因而成為21 世紀(jì)美、英、日、德及中國競相研究的戰(zhàn)略前沿?zé)狳c材料。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。

制備方法

泡沫鋁制備方法主要有兩種：熔體發(fā)泡法和底部吹氣法。

熔體發(fā)泡法：在鋁液中加入增粘劑，攪拌均勻后加入發(fā)泡劑，放入到一定溫度的模具中進(jìn)行發(fā)泡而成。其具體的技術(shù)關(guān)鍵是：增粘劑添加溫度、攪拌器的攪拌效果、發(fā)泡溫度選擇、冷卻方式等等。在這些關(guān)鍵技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，實現(xiàn)不同厚度600mm×1600mm×XA356合金泡沫鋁板材的工業(yè)化制備。

圖 2 熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁的工藝過程

底部吹氣法：將氣體通過特殊的吹氣裝置直接注入液態(tài)金屬中產(chǎn)生泡沫制備出500*500*400mm、孔徑8～15mm、氣孔率90～97%的泡沫鋁塊體。

圖3 吹氣法制備泡沫鋁的工藝流程圖

應(yīng)用領(lǐng)域

根據(jù)泡沫鋁材料的特殊性能決定了他廣泛的應(yīng)用空間。

一、隔聲降噪

高速公路和高鐵安裝泡沫鋁聲屏障，經(jīng)測量，泡沫鋁聲屏障可以降噪10～20dB。是鋁板聲屏障降噪的兩倍。

圖4泡沫鋁高架路聲屏障

二、軍事裝備

笨重且防護(hù)性能低的鋼筋混凝土導(dǎo)彈發(fā)射井蓋用輕質(zhì)防護(hù)性能高的泡沫鋁井蓋所代替，每個井蓋由120噸降低到20噸。

運20大飛機(jī)空軍列裝，用以空降20噸左右的重型裝備，用泡沫鋁板材緩沖墊保障空降安全，艦船甲板、大橋防撞及制造應(yīng)急支援大橋都可以應(yīng)用泡沫鋁板材。

圖5重型裝備空降泡沫鋁緩沖臺

三、高鐵列車

現(xiàn)在高鐵車廂間采用的橡塑吸能管，吸能緩沖量很低，高吸能緩沖的泡沫鋁吸能盒，每節(jié)車廂兩端安裝后，極大提高防撞緩沖作用。

四、汽車防撞

無論日系低強(qiáng)度縱梁汽車，還是歐美高強(qiáng)度縱梁汽車，都需要解決防撞問題，泡沫鋁防撞梁滿足吸收撞擊動能的要求，引起汽車車身大變革。

圖6泡沫鋁在汽車防撞的應(yīng)用

五、電磁屏蔽

泡沫鋁板材屬于優(yōu)等級的電磁屏蔽材料，對射頻200MHz以下電磁波，屏蔽效能達(dá)到90dB。厚度20mm的鐵板，附帶泡沫塑料，其屏蔽電磁波為50dB。單獨20mm泡沫鋁，屏蔽電磁波為90dB，重量是鐵板的1/50。