泡沫金屬材料的調(diào)研

1、泡沫金屬材料的調(diào)研引言： 人們很早就使用了泡沫材料 , 如木頭、磚頭等。而對(duì)于金屬泡沫材料 , 卻比擬陌 生。盡管在 60 年代就有人提出了泡沫金屬的概念 , 但對(duì)其研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。直到 90 年代 左右, 隨著人們對(duì)新型、 輕型建筑材料的需求不斷增加 , 以及一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)材料 的要求 , 美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)家才逐漸開(kāi)場(chǎng)對(duì)這一新型金屬材料進(jìn)展研究。研究 工作主要集中在金屬泡沫材料的生產(chǎn)方法及其性能上。 相對(duì)而言 , 對(duì)金屬泡沫材料性能 的研究比擬成熟 , 但對(duì)其生產(chǎn)方法的研究和其用途的開(kāi)發(fā) , 目前仍在繼續(xù)探索之中。1、泡沫金屬材料簡(jiǎn)介所謂金屬泡沫材料 （ 又稱泡沫金屬 ） , 即為

2、內(nèi)部含有許許多多球形或多面體形狀氣孔的 金屬材料,氣孔率一般應(yīng)高于50%實(shí)際上，氣孔率可到達(dá)60%90%對(duì)于鋁及鋁合金， 其密度可到達(dá)（0. 41.0） g / cm3（ 實(shí)心鋁的密度為2. 7 g / cm3）。金屬泡沫材料的性能受以下三組參數(shù)的影響 : 母體金屬 （ 又稱基體金屬 ） 的性能 ; 氣孔的相對(duì)密度 氣孔的形態(tài)和分布。金屬泡沫材料的氣孔構(gòu)造分為閉孔和開(kāi)孔兩種形式。閉孔構(gòu)造是其 內(nèi)部氣孔相互獨(dú)立 , 由母體金屬別離 , 每個(gè)氣孔都是封閉的。 開(kāi)孔構(gòu)造為內(nèi)部氣孔相互 連接在一起 , 單個(gè)氣孔不是封閉的。 在許多泡沫金屬中 , 內(nèi)部同時(shí)存在閉式氣孔和開(kāi)式 氣孔。金屬泡沫材料最明顯的特

3、點(diǎn)是重量輕、密度低。本文以泡沫鋁為例 , 介紹金屬泡 沫材料的性能及其與實(shí)心金屬材料的差異。2、泡沫鋁的制備方法、性能及應(yīng)用泡沫鋁是一種新型多功能材料 , 具有獨(dú)特的構(gòu)造和許多優(yōu)異的性能 , 其應(yīng)用前景可觀 , 應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。本文概述了泡沫鋁的各種制備方法、性能及應(yīng)用。結(jié)果說(shuō)明：根據(jù) 制備過(guò)程中鋁的狀態(tài)可以將制備方法分為三類 : 液相法、固相法、電沉積法；泡沫鋁的 性能研究方面主要研究了物理性能、力學(xué)性能、吸能特性、阻尼性能、吸聲性能；泡沫 鋁主要應(yīng)用為建筑材料、裝飾材料、防音材料、抗振材料、型材及汽車制造業(yè)。國(guó)外對(duì) 該領(lǐng)域的研究已相當(dāng)深人、系統(tǒng) , 與國(guó)外相比 , 我國(guó)對(duì)泡沫鋁材料的研究

4、起步較晚 , 研究 尚處于實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi) , 所以, 我國(guó)今后還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)泡沫鋁材料的研究。泡沫鋁是一種在金屬鋁基體中分布有無(wú)數(shù)氣泡的多孔質(zhì)材料。目前，日本與德國(guó)在 研究、生產(chǎn)和應(yīng)用泡沫鋁與其他金屬泡沫方面居世界領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)泡沫鋁材的研究 始于1980s后期，已取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破性的成就，仍然處于起 步階段，未形成生產(chǎn)力。3、泡沫鋁的制備方法 制備泡沫鋁的方法有多種 , 根據(jù)制備過(guò)程中鋁的狀態(tài)可以分為三大類 : 液相法、 固相 法、 電沉積法。3.1 液相法通過(guò)液態(tài)鋁產(chǎn)生泡沫構(gòu)造 , 可在鋁液中直接發(fā)泡 , 也可用高分子泡沫或嚴(yán)密堆積的 造孔劑鑄造來(lái)得到多孔材料。3.1.

5、1 熔體發(fā)泡法在鋁液中直接產(chǎn)生氣泡可得到泡沫鋁。 通常 , 氣泡由于浮力而快速上升到鋁液外表 , 但可以參加一些細(xì)小的陶瓷顆粒增加鋁液粘度阻止氣泡的上升。當(dāng)前 , 熔體發(fā)泡主要有 兩種方法 : 直接從外部向鋁液中注入氣體 ; 在鋁液中參加發(fā)泡劑。(1) 直接注氣法各種泡沫鋁合金都可用此法生產(chǎn)，包括鑄造鋁合金A359,鍛造合金1061 、3003、6061 等。為了增加鋁液粘度 , 需要參加碳化硅、氧化鋁等顆粒。此方法的 難點(diǎn)在于如何使顆粒被鋁液潤(rùn)濕并均勻分布在液體中 , 顆粒的體積分?jǐn)?shù)通常為 10 % -20 %, 顆粒尺寸為 5 - 20 微米。然后把氣體 ( 空氣、氮?dú)狻鍤?) 通入鋁液

6、中 , 同時(shí)對(duì) 液體進(jìn)展攪拌使氣泡細(xì)小并均勻分布 , 這一步工藝的好壞將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。含有氣 泡的鋁液將浮向液面 , 由于顆粒的存在 , 使液體中的氣泡相對(duì)穩(wěn)定。 用轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶將外表半 固態(tài)的泡沫拉出就得到泡沫鋁板。這種方法優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)生產(chǎn) , 可獲得低密度、大體 積的產(chǎn)品。缺點(diǎn)是要對(duì)泡沫板材進(jìn)展剪切 , 造成泡沫開(kāi)孔 , 同時(shí)由于顆粒的參加 , 使胞壁 變脆 , 對(duì)力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。(2) 加發(fā)泡劑法 用發(fā)泡劑代替氣體注入亦可得到泡沫鋁。首先在 680 攝氏度的鋁液中參加金屬鈣 , 對(duì)于實(shí)際生產(chǎn) , 一般參加量為 1.5 % - 3.0 %( w t),攪拌幾分鐘增加液體粘度 , 鈣

7、的參加對(duì)鋁液粘度的影響。鈣也可用碳化硅等顆粒代替。粘度適宜后 , 參加 TH2。在恒壓下,TH2分解出H2,液體膨脹泡沫化,冷卻后即可得泡沫鋁。TH2可被ZrH 2 等發(fā)泡劑代替。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可制得非常均勻的泡沫 , 并且氣孔平均尺寸和鋁液粘 度以及泡沫鋁密度和粘度之間存在關(guān)系 , 使孔徑可控。3.1.2 固- 氣共晶凝固法近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新方法，依據(jù)是在H2中一些金屬可形成共晶系統(tǒng)。在高壓 H2下 能獲得含氫的均勻鋁液 , 如果降低溫度通過(guò)定向凝固將發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變 , H2 在凝固區(qū)域內(nèi) 含量增加 , 并且形成氣泡。因?yàn)轶w系壓力決定共晶組成 , 所以外部壓力和氫含量必須協(xié) 調(diào)好。最終孔的形

8、狀主要取決于氫含量、鋁液外部壓力、凝固的方向和速率、金屬液的 化學(xué)成分 , 通常沿凝固方向形成管狀孔 , 孔直徑 10um -10mm, 長(zhǎng)度 100um -300mm。3.1.3 鑄造法(1) 熔模鑄造 熔模鑄造工藝：先準(zhǔn)備開(kāi)孔的高分子泡沫 , 用耐熱材料填充高分子泡 沫。耐熱材料可用莫來(lái)石、酚醛樹(shù)脂、碳酸鈣混合物或石膏等 , 然后通過(guò)加熱除去高分 子泡沫并將鋁液鑄入模型中來(lái)復(fù)原高分子泡沫的構(gòu)造 ,這一步可以采用加壓和加熱模型的方法使細(xì)小孔洞得到充分填充 , 最后用水溶等方法除去耐熱材料 , 即得到與原高分子 泡沫一樣構(gòu)造的泡沫鋁。 此法的難點(diǎn)在于如何使鋁液充分填充到模型中 , 以及如何在不

9、 破壞泡沫鋁構(gòu)造的同時(shí)除去耐熱模型。優(yōu)點(diǎn)是可制備多種泡沫金屬, 并且可以得到開(kāi)孔構(gòu)造,生產(chǎn)重復(fù)性好 , 有相對(duì)穩(wěn)定的密度。(2) 滲流鑄造 在無(wú)機(jī)或有機(jī)顆粒周圍鑄入鋁液可制得多孔鋁。無(wú)機(jī)材料可用蛭石、 泥球、可溶性鹽等 ,有機(jī)材料可用高分子顆粒。采用這種方法時(shí) , 造孔劑堆積密度要高 , 以保證顆粒之間互相接觸 ,以便將來(lái)除去 ,為了防止鋁液在鑄入時(shí)過(guò)早凝固 ,要將造孔劑 預(yù)熱。由于鋁液具有大的外表X力，使得鋁液很難成功鑄入顆粒間隙中，所以可以先將造 孔劑塊體抽真空 , 然后加壓滲透。待鋁液凝固后 , 可用水溶法或熱解法除去造孔劑。此 法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)控制造孔劑顆粒大小來(lái)控制孔徑大小 , 缺點(diǎn)是

10、最大孔隙率不超過(guò) 80%。3.2 固相法用鋁粉末代替液態(tài)鋁同樣可制得多孔材料。 因?yàn)榇缶植抗滔喾ㄍㄟ^(guò)燒結(jié)使鋁顆粒互 相聯(lián)結(jié) , 鋁始終保持在固態(tài) , 所以此法生產(chǎn)的泡沫鋁多數(shù)具有通孔構(gòu)造。3.2.1 散粉燒結(jié)法這種生產(chǎn)方法包括三個(gè)過(guò)程 : 粉末準(zhǔn)備 , 粉末壓縮 , 粉末燒結(jié)。 此方法多用于制備 泡沫銅。由于鋁粉外表具有的致密氧化膜將阻止顆粒燒結(jié)在一起 , 因此用散粉燒結(jié)法制 備泡沫鋁相對(duì)困難。這時(shí)可以通過(guò)變形手段破壞氧化膜 , 使顆粒更易粘結(jié)在一起 ; 或參 加鎂、 銅等元素在 595 625 攝氏度燒結(jié)時(shí)形成低共熔合金。用散粉燒結(jié)制備的泡沫 金屬優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、本錢(qián)低 , 缺點(diǎn)是孔隙率不高

11、、材料強(qiáng)度低。如果用纖維代替粉末 燒結(jié)同樣可制得多孔材料。3.2.2 粉漿燒結(jié)把金屬粉漿、發(fā)泡劑、活性添加劑混合后注入模子中逐漸升溫 ,在添加劑、發(fā)泡劑 影響下, 漿開(kāi)場(chǎng)變粘, 并隨產(chǎn)生的氣體開(kāi)場(chǎng)膨脹。 如果工藝參數(shù)控制得當(dāng) , 經(jīng)燒結(jié)后就可 得到一定強(qiáng)度的泡沫金屬。對(duì)于鋁粉 , 可以用正磷酸加氫氧化鋁充當(dāng)發(fā)泡劑。該法存在 的主要問(wèn)題是制得的泡沫材料強(qiáng)度不高并有裂紋。如果把粉漿直接灌入高分子泡沫中 , 通過(guò)升溫把高分子材料熱解 , 燒結(jié)后同樣可制得開(kāi)孔泡沫材料。3.2.3 填加造孔劑法Bram等人用高分子球、鎂顆粒、尿素作為造孔劑制備了多孔鈦。由于鋁外表致密的 氧化層使顆粒之間在燒結(jié)時(shí)結(jié)合困難

12、 , 所以用此法制備泡沫鋁并不多。由于鎂的參加可 以有效消除氧化層的影響 , 趙玉園等用類似方法制得泡沫鋁 , 稱為燒結(jié)溶解法。 根本過(guò) 程為：將鋁粉、氯化鈉顆粒、少量鎂粉混合；將混合粉壓制成塊；對(duì)壓制的預(yù)制塊進(jìn)展燒結(jié)； 燒結(jié)件在水中溶去氯化鈉。3.2.4 粉末冶金法由于此法的原料是金屬粉末 , 所以有的文獻(xiàn)將其列入固相法。 但此法實(shí)際的發(fā)泡階 段是在液相 , 因此也有文獻(xiàn)將其列入液相法。本文將其列入固相法討論。粉末冶金法自 創(chuàng)造以來(lái), 備受人們關(guān)注 , 許多泡沫鋁性能的研究均用此法制備試樣 ,例如熱處理性能、壓縮性能等。首先把鋁粉、發(fā)泡劑混合后壓制成致密的預(yù)制塊 ，預(yù)制塊中不能存在殘留 氣孔

13、或缺陷，否那么將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成很大影響。然后將預(yù)制塊放入爐中加熱，加熱至鋁熔點(diǎn)溫度附近，發(fā)泡劑開(kāi)場(chǎng)分解，釋放的氣體將使鋁預(yù)制塊膨脹，形成多孔構(gòu)造。發(fā)泡 時(shí)間依據(jù)發(fā)泡溫度和預(yù)制塊大小而定，一般從幾秒鐘到幾分鐘。這種方法適于制備各種 泡沫金屬，如純鋁和各種鑄造、鍛造鋁合金，以及錫、青銅、鉛等其它金屬。發(fā)泡劑一般 用TH2等金屬氫化物，參加量通常1 %粉末冶金法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，并且可制備形 狀復(fù)雜的金屬泡沫。缺點(diǎn)是TH 2等發(fā)泡劑價(jià)格昂貴。電沉積法是以泡沫塑料為基底，經(jīng)導(dǎo)電化處理后，電沉積鋁制成?？赏ㄟ^(guò)浸涂導(dǎo)電 膠、磁控濺射錫膜或化學(xué)鍍膜等方法使泡沫塑料導(dǎo)電。由于鋁的電極電位比氫還負(fù)，所以不可以采

14、用鋁鹽水溶液電鍍，可采用烷基鋁鍍液。用電沉積法生產(chǎn)的泡沫鋁具有孔徑 小,孔隙均勻，孔隙率高等特點(diǎn)，其隔熱性能和阻尼特性優(yōu)于鑄造法生產(chǎn)的泡沫鋁。4、泡沫鋁的優(yōu)良性能泡沫鋁的性能主要取決于分布在三維骨架間的孔隙特征，即氣孔的形態(tài)和分布，包括 孔的類型通孔或閉孔、孔的形狀、孔的分布、孔的構(gòu)造孔徑、孔隙率、比重等。 吸聲性能好，聲學(xué)性能穩(wěn)定，環(huán)保、質(zhì)輕、美觀、防火、不怕水、物理性能好；易加工，可以輕易加工成各種形式的吸聲體、清聲器、隔聲構(gòu)造、聲屏障、消音房、隔聲 罩等，可直接面對(duì)噪聲源，不需要任何防護(hù)面板及其他的吸聲填料；制備泡沫鋁板材的邊腳料以及泡沫鋁板材破損或更新后，可全部進(jìn)展回收利用，是一種不對(duì)

15、環(huán)境造 成二次污染的綠色環(huán)保新型高科技產(chǎn)品；泡沫鋁板材是目前世界上無(wú)纖維性材料的前沿和更替產(chǎn)品，與玻璃纖維、礦棉、巖棉等相比擬，不會(huì)由于日灑雨淋造成老化后變 成粉塵飛揚(yáng)對(duì)大氣環(huán)境造成二次污染的嚴(yán)重性。泡沫鋁板材外表易于清洗，清洗后仍能 夠保持良好的吸聲性能；泡沫鋁吸聲板具有很高的防火燃性，泡沫鋁的導(dǎo)熱系數(shù)很低，僅為純金屬的1/5-1/150 可用作絕熱材料；其耐熱溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其熔點(diǎn)，在高 溫下不釋放有害氣體，在780攝氏度高溫暴曬下，形狀不會(huì)崩塌，屬 2021年全國(guó)注冊(cè) 建造師考試建立工程造價(jià)管理建立工程計(jì)價(jià)建立工程造價(jià)案例分析建立工程技術(shù)與 計(jì)量A級(jí)不燃性材料。泡洙鋁還具有良好的耐候性、耐蝕

16、性以及抗老化性，纖得起風(fēng)吹 雨打日曬；泡沫鋁板材可涂覆不同色彩的涂層，具有美觀和不褪色的特點(diǎn)；泡沫鋁具有很高的電磁波屏蔽性能，一般屏蔽材料或構(gòu)造的屏敲系數(shù)為3090dB而泡沫鋁那么可到達(dá)80110dB;泡沫鋁板材具有優(yōu)異的加工性能，可任意裁切、打孔、彎曲、粘結(jié)、鉚接、插裝，可以做成各種形式的吸聲體，安裝方便；泡沫鋁具有優(yōu)異的壓縮性能和能最吸收能力，用于汽車等需要吸收沖擊能量的場(chǎng)合； 3泡沫鋁的市場(chǎng)分析多功能泡沫鋁材料是國(guó)家鼓勵(lì)的高新技術(shù)產(chǎn)品，它是一種功能性材料，具有重量輕、 隔音、吸音、減震、隔熱等諸多特性，同時(shí)還具有金屬鋁固有的防火、防潮、無(wú)毒、無(wú)味、耐蝕、抗老化等性能。國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建立等

17、諸多領(lǐng)域有著極廣的應(yīng)用前景，已成 為當(dāng)今世界材料科學(xué)高技術(shù)領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容之一。 先進(jìn)國(guó)家已將泡沫鋁材料廣泛地 應(yīng)用于軍事、建筑、交通運(yùn)輸、機(jī)械、電子和通訊等行業(yè)上。我國(guó)開(kāi)展此項(xiàng)研究始于 80 年代后期，產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化方面才剛剛起步，但其潛在的需求很大。 泡沫鋁材被認(rèn)為 是一種大有前途的未來(lái)汽車與其他交通運(yùn)輸工具的 良好材料。泡沫鋁材在汽車制造中 的應(yīng)用多為XX治式的三夾板，即：其 芯層為泡沫鋁或泡沫鋁合金，上下層為鋁板或其 他金屬薄板。用XX治式泡沫鋁材制造的某些汽車零件的質(zhì)量， 只有原鋼件質(zhì)量的1 / 2, 而其剛度 卻為鋼件的10倍，保溫絕熱性能比鋁高 95%，對(duì)頻率大于800Hz的噪

18、聲有 很 強(qiáng)的消聲能力。泡沫鋁材還是一種熱穩(wěn)定的不可燃的材料，也是一種抗破壞的耐用 材料，并可以完全回收與再生利用。據(jù)測(cè)算，汽車車身構(gòu)件約有 20%可用泡沫鋁材制 造，一輛中型轎車如采用泡沫鋁材制造，某些零件可 減重 27 . 2kg 左右，既可節(jié)約能 源又可減輕對(duì)環(huán)境的污染。采用泡沫鋁材結(jié) 構(gòu)，可大大簡(jiǎn)化構(gòu)造系統(tǒng)，零部件數(shù)至少 可減少 1 / 3。 泡沫鋁夾心板材料應(yīng)用在汽車、坦克、裝甲車、機(jī)動(dòng)戰(zhàn)車、軍用汽車、地鐵列車、高速火車上制作殼體及間隔墻，既吸音、隔音、占空間小、強(qiáng)度高、保 溫、又減輕自重；用泡沫鋁夾心板可以制作高架鐵軌、高速公路、鐵路、城市輕軌列車 的隔音屏，制作地鐵地道和車 站的

19、頂棚吸音板等，防止噪聲對(duì)環(huán)境的污染；用在潛水 艇上可以吸音、 隔音， 潛艇運(yùn)行時(shí)無(wú)聲音， 不易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)。 在建筑上做間隔墻、 地板、 天花板、吸音板等，用其夾心板材料做活動(dòng)房，大型廠房等的墻和屋頂，性能優(yōu)良、美 觀； 工業(yè)用泡沫鋁夾心板制作噪聲設(shè)備的隔音裝置，減少噪聲 污染；在電訊方面，可 以制作性能優(yōu)良的音響材料、吸音材料、隔音材料、拋物面天線等。該產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域十 分廣泛，尤其在汽車、交通領(lǐng)域具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。泡沫鋁材料的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求主要為交通運(yùn)輸、軍工、工業(yè)用材、建筑 業(yè)等行業(yè)。5、泡沫鋁的應(yīng)用5.1 建筑材料由于泡沫鋁的單位體積重量輕 , 防音防振、耐火不燃、保溫等性能 ,

20、 所以能用它來(lái)建 造不承重的內(nèi)墻壁、間壁墻、門(mén)、天花板、外面的裝飾材料等。也能夠利用到任何要求 氣密、通氣性能好的建筑中。要用來(lái)做外表裝飾時(shí) ，也能做到泡沫塑料、XX石和其他裝 飾材料的效界、在電子計(jì)算機(jī)室、理化試驗(yàn)室等的配線配管經(jīng)常變動(dòng)的情況下 , 適于建 造所謂的移動(dòng)地板。對(duì)于這個(gè)目前用的是蜂窩構(gòu)造材料、壓鑄材料等 , 但可以用泡沫鋁 代替。大型建筑物的外裝 , 在高層上是竭力防止使用重量大的材料的 , 泡沫鋁正好適合這 種需要。這不僅是重量輕 , 而且可使外表設(shè)計(jì) 自由。對(duì)強(qiáng)度有特殊要求時(shí) , 可以利用參 加鋼筋制做的泡沫鋁。3.2 裝飾材料泡沫鋁可以采用任意設(shè)計(jì)來(lái)做為建筑物內(nèi)外和其他的

21、裝飾材料 , 也能夠做成具 有如 石質(zhì)、XX石、木材、玻璃等材料的式樣。由于用它造成的雕刻物、塑像和其他物件造型 即大又輕 ,搬運(yùn)起來(lái)是極容易的。5.3 防音材料 能夠有效地利用其做為壁面來(lái)調(diào)整播送、音樂(lè)、講堂、劇場(chǎng)等的音響效果。在產(chǎn)業(yè) 部門(mén)適合做為發(fā)電室、發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室、飛機(jī)場(chǎng)的防音、發(fā)音機(jī)械的平臺(tái)等材料。日常生 活中被用來(lái)做為唱機(jī)、立體攝影機(jī)的構(gòu)造零件 , 室內(nèi)冷卻器的防音、旅館等的防音部件 等。5.4 抗振材料對(duì)于用做汽車緩沖器及其他附帶零件 , 以把沖撞減緩下來(lái)到達(dá)平安目的 , 泡沫鋁是 最好的材料。與此相反 , 也能用來(lái)做為對(duì)于沿路的諸設(shè)備發(fā)生沖撞時(shí)的緩和振動(dòng)材料。 做為重量大而又貴重

22、的物件的運(yùn)搬、安裝等的防振材料是理想的。阿波羅 11 號(hào)的 LM 在月球外表著陸時(shí)起落架下用的就是這種材料。適應(yīng)著陸時(shí)月面的凹凸 , 并以泡沫鋁的 破壞來(lái)緩和振動(dòng)。也適用做為貴重物品的墊板材料。5.4 型材由于泡沫苯乙烯模型及其他高溫下使用的大型模型在操作上必需減輕重量, 所以能用這種材料。 試制汽車和其他大型的模型時(shí) , 歷來(lái)用的是蜂窩構(gòu)造及其他材料 , 但是它有 本錢(qián)高的缺點(diǎn) , 而泡沫鋁那么價(jià)格低又容易整形 , 并且在模形變化時(shí) ,對(duì)于重復(fù)試制是非 常適合的。5.5 在汽車制造業(yè)上的應(yīng)用泡沫鋁優(yōu)良的性能 , 決定了它具有廣泛的用途和廣闊的應(yīng)用前景。尤其是在汽車制 造業(yè)上的應(yīng)用 , 泡沫鋁

23、被認(rèn)為是一種大有前途的未來(lái)汽車與其他交通運(yùn)輸工具的良好材 料。為了保護(hù)地球環(huán)境和自然資源 , 歐洲、北美、日本等興旺國(guó)家已制訂出法律法規(guī)來(lái) 提高汽車的燃油效率。減輕自重是提高燃油效率的最正確方法 , 減輕汽車自重的方法： 1改良構(gòu)造 ,2輕量化材料。前者已大致到了盡頭 , 只有后者才有潛力可挖。這樣 就為泡沫鋁材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了很好的時(shí)機(jī)。 歐洲經(jīng)濟(jì)共同體實(shí)行的光明歐洲方案就 是研究泡沫鋁在汽車上的應(yīng)用。 自重減小 1kg ，燃油效率可提高 0.01km/L 。目前國(guó)外已 有全鋁汽車出現(xiàn) , 與鋁相比泡沫鋁材料具有更輕量化的特點(diǎn) ,可以更好地提高燃油效率。國(guó)外研究說(shuō)明 , 采用泡沫鋁材構(gòu)件

24、, 汽車構(gòu)架的剛度得到加強(qiáng)。在汽車制造中約有 20 %的車身構(gòu)造可采用泡沫鋁制造 , 一輛中型轎車用泡沫鋁制造零件可減重 27.2 kg 左 右,同時(shí)使構(gòu)造系統(tǒng)簡(jiǎn)化 ,零部件數(shù)量至少可減少 1 / 3 , 降低了汽車本錢(qián)。泡沫鋁材料 是一種良好的能量吸收體 ,單位體積吸收的能量可達(dá) 6-9M J, 強(qiáng)大的能量吸收能力說(shuō)明 了它作為汽車保險(xiǎn)杠緩沖材料的優(yōu)越性。在汽車沖擊區(qū)使用泡沫鋁制成的適宜元件 , 可 控制最大能耗的變形 , 例如, 在中空鋼材或鋁材外殼中充入泡沫鋁 ,可使這些部件在負(fù)載 期間具備良好的變形行為。 泡沫鋁材料用于汽車乘客座位前后的可變形材料可以改善平 安性。泡沫鋁耐熱、阻燃 , 同時(shí),在受熱狀態(tài)下不會(huì)釋放有毒氣體 ,所以在交通運(yùn)輸工具 中采用泡沫鋁材料來(lái)代替泡沫塑料或發(fā)泡樹(shù)脂材料 ,可以提高使用壽命 , 減少維修,同時(shí) 也消除了傳統(tǒng)材料在車輛事故中所產(chǎn)生的有害氣體 , 大大降低了交通事故中的損失和人員傷亡, 同時(shí)也起到了環(huán)保作用6、結(jié)語(yǔ)本文概述了泡沫鋁的各種制備方法、性能及應(yīng)用。根據(jù)制備過(guò)程中鋁的狀態(tài)可以將 制備方法分為三類 : 液相法、固相法、電沉積法；泡沫鋁的性能研究方面主要研究了物 理性能、力學(xué)性能、吸能特性、阻尼性能、吸聲性能；泡沫鋁主要應(yīng)用為建筑材料、裝 飾材料、防音材料、抗振材料、型材及汽車制造業(yè)。目前 , 對(duì)泡沫鋁的研究雖