泡沫铝的性能及应用

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泡沫铝的性能及应用

泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。它所具备的优异物理性能，特别是阻尼性能已引起广泛关注，并在消声、减震、分离工程、催化载体、屏蔽防护、吸能缓冲等一些高技术领域获得广泛应用。（泡沫铝是在铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料。不仅具有多孔材料所具有的轻质的特点，还具有金属优良的力学性能和热、电等物理性能，如渗透、吸声、减振、阻尼、高比表面积、电磁屏蔽等性能。目前，泡沫铝的应用主要有防火和隔音板、冲击能量的吸收材料、催化剂的载体、热交换器、过滤器、电磁屏蔽物等）。
从结构上泡沫铝可分为闭孔结构的泡沫铝和开孔结构的泡沫铝两种,前者含大量独立存在的气泡,而后者则是连续畅通的三维孔结构.泡沫铝的组织貌特征,包括孔的结构(开孔或闭孔)\相对密度、孔的大小、孔的形状、孔壁的厚度、各向异性等，这些特征可借助于光学显微镜、扫描电镜、X射线断层造影术进行分析研究，在这方面研究发展较为迅速。由于结构不同，其性能有很大差异，故具有不同的用途，与传统的金属铝相比较，泡沫铝因具有下一些特征，在治金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域得到了广泛的应用。
1、
密度小
由于泡沫铝是在铝基体中存在大大小小的气孔，因此它具有较小的密度。泡沫铝的密度可在很大范围内变化，目前所能获得的最大孔隙率可达97%，其孔隙尺寸从几微米到几十毫米，一般规律是孔的尺寸越大，泡沫铝的密度越小。可用于包装箱，尤其是空运集装箱。
2、
耐热性强
泡沫铝具有较高的耐热性，即使达到合金的熔点也不熔解，一般铝合金的熔解解温度范围在560～700℃，但泡沫铝即使加热到1400℃也不熔解。而且在高温下不释放有害气体，在许多场合可以取代发泡树脂和石棉类制品作为隔热与耐热材料及各种热交换器的芯件。
3、
通透性好
泡沫铝可作为过滤材料，从液体或气体中将固体颗粒过滤出去，通常，通透性随孔径的增大而增大，但也受表面粗糙度的影响，开孔结构的泡沫铝具有高的通透性。可用于制作各种液体、气体的过滤器。
4、
比表面积大
利用泡沫铝的大的比表面积，达到高的换热性，因此，它是制造加热器和热交换器的良好材料，另外，也可用其作需要巨大表面化学反应的载体，如作为催化剂的载体、多孔电极、充电电池的极板材料、换热器、能量吸收器和催化剂的载体等。
5、
隔音性强
泡沫铝可以通过孔壁的震动来吸收声音的能量，可以用来消声、除去噪音。一般情况下，通孔泡沫铝的吸声性能更好。孔的尺寸影响其对整个声波频率范围的吸收性能，孔越小，吸音能力越大，通过改变泡沫铝孔的尺寸和形状可以获得高的吸音性能。其可用于建筑行业中的内外装饰件、幕墙、间壁活动门板，制造高性能吸音板、隔音墙、各种消声器等。
6、
具有很高的吸收冲击能量的性能
泡沫铝不像蜂窝材料那样具有方向性，也不像高分子泡沫材料具有反弹作用，它有很好的减震性能，是制造抗冲击部件的良好材料。可用于汽车刹车器、加紧装置、以及航空航天设备中的保护封套和缓冲器。其阻尼性的大小与气孔孔径的大小有关。可用于升降机和传送器的安全垫、高速磨床防护装置的减震吸能内衬、高精密机床的底座等。
7、
力学性能
泡沫铝的力学性能主要由其其密度决定,但孔的尺寸、结构与分布同样是决定力学性能的重要参数。泡沫铝在压缩应力作用下，材料经初始弹性变形后，进入应力曲线平台，即泡沫铝开始破裂，在泡沫破碎阶段应力基本保持不变，经过大量的塑性变形后泡沫已经全部破碎,材料进入密集化阶段,应力迅速增加。泡沫铝的杨氏模量与剪切模量都随随密度的增加而增加。
8、
电磁屏蔽性能
泡沫铝对高频电磁波有良好的屏蔽作用，能够使电磁干扰降低80%以上。5mm厚、孔隙率为90%的闭孔泡沫铝，在60～1000MHZ电磁屏蔽室（罩）、电子仪器外壳、无线电录音室、电磁屏蔽等场合。
9、
其它性能
泡沫铝还具有气敏性、耐火阻燃性、催化性等。泡沫铝的导电性能受相对密度的影响比较大，而孔径的大小对导电的性能的影响不大。预计在航空航天、电讯及环境保护等新型领域中有很好的应用前景。