泡沫铝应用简介70页PPT
多孔泡沫金属材料ppt课件
多孔泡沫金属材料
制备工艺方法Hale Waihona Puke 其分类（1）按制备工艺分类
（2）按被加工金属的物理状态分类
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多孔泡沫金属材料
制备工艺方法及其分类
（3）按孔隙的形成机理分类
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多孔泡沫铝的制备工艺
制备工艺介绍
（1）熔体发泡法
将合金熔化并保持温度为650 ～ 670 ℃;然后加 入M g 粉 , 以降低熔体的表面张力;搅拌 10 min 并添加定量的发 泡剂 , 控制处理温度为 530 ℃;在尽可能减少发泡剂分解的 条件下 ,必须保证发泡剂有充分的分散时间 ,发泡剂分散后, 合金注入模具并水冷,然后经压力机压制 ,得到二次发泡的发 泡先驱体 ;将先驱体在两相区温度下发泡 ,即可得到最终的 泡沫铝制品
粉末冶金发泡法是德国 Fraunhofer 应 用材料研究所发明的, 工艺原理是将混合铝粉 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。该工艺稳定可控， 可制备各种异型件和复合结构，是当今研究
的热点方向。
（4）电化学沉积法
也称为镀覆金属法，通过金属喷涂工艺、硬化处理、化学预镀三个步骤, 将金属(如镍和铜等)覆盖在聚氯基甲酸乙酯材料上,再将脂原体用热分解的方法 去除, 从而制得泡沫金属。采用电沉积法生产的泡沫铝具有孔洞分布均匀 、孔 径小 、孔隙率高的特点,且其隔热和阻尼特性优于铸造法生产的泡沫铝。
孔径在 0. 5 ～ 6mm，孔隙率大于90% 的，称为泡沫金属 ( foam metal)
（2） 按孔的形 状特征
通孔结构 闭孔结构
（3）按其基体的种类进行分类: 多孔泡沫铝，多孔泡沫铸铁，多孔泡沫铝 合金，多孔泡沫镍等。
泡沫金属的介绍及制备 36页PPT文档共38页
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— 自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
新材料应用蓝海拓展——泡沫铝
新材料应用蓝海拓展——泡沫铝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。
目前，日本与德国在研究、生产和应用泡沫铝与其他金属泡沫方面居世界领先地位。
我国对泡沫铝材的研究始于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，仍然处于起步阶段，未形成生产力。
性能表现泡沫铝的性能主要取决于分布在三维骨架间的孔隙特征,即气孔的形态和分布,包括孔的类型（通孔或闭孔）、孔的形状、孔的分布、孔的结构（孔径、孔隙率、比重等）。
1物理性能泡沫铝最明显的特点就是重量轻、密度低,随孔的变化而变化,比重仅为同体积铝的0.1—0.6倍，但其牢固度却比泡沫塑料高达4倍以上。
泡沫铝材料的导电性要比实心铝材料小得多,相反电阻率就大得多,是电的不良导体。
泡沫铝的导热性能比实心铝小得多,约为实心铝的0.1—0.2倍。
另外,泡沫铝还具有刚性大、不易燃、不易氧化、不易产生老化、耐候性好、回收再生性好等特点。
对于承受弯曲负载的装置,所用材料应具有较高的比强度,通过对泡沫铝和几种常见结构材料（铝、钢）的比强度值（泡沫铝：铝：钢=5:2.5:1）比较,可知泡沫铝具有高比强度的特点。
实验研究表明,适当的热处理可以提高其比强度。
因此,泡沫铝可用于承受较大的弯曲负载装置中。
2力学性能同其他多孔材料一样,泡沫铝的弹性模量、剪切模量、弹性极限等均随孔隙率的增大而呈指数函数下降。
(1)抗拉强度泡沫铝的抗拉强度很低,几乎无延伸率,表现为半脆性。
实验发现孔径大小对其拉伸性能有一定的影响。
相对密度相同时,孔径小的拉伸强度比孔径大的高。
(2)抗压强度泡沫铝的抗拉强度虽然很低,但它的抗压强度却较高。
泡沫铝压缩应力一应变曲线可以分3个区域：线弹性区、屈服平台区、致密化区。
孔径不同的泡沫铝的压缩应力一应变曲线形状基本相似,不同主要表现在塑性平台的高度上,实验发现,孔径大小与塑性平台的高度并不是某种简单的线性关系,而是在某一孔径下塑性平台最高。
泡沫铝应用大全
泡沫铝应用大全一、国家安全方面需求1、潜艇消音、导弹驱逐舰降噪需求用泡沫铝吸声板与其背后空腔组成的吸声箱装在潜艇内部发动机室，可以降噪20分贝以上，有利于制造静音潜艇。
导弹驱逐舰等其它舰船也需要用泡沫铝吸声板对发动机室降噪以及制作间隔墙等。
2、制作复合装甲需求新型复合装甲由陶瓷片、泡沫铝、芳纶纤维板组成，在中间或里层设置20mm 厚的泡沫铝材料，利用泡沫铝的吸能作用，使穿甲弹和破甲弹作用力分散，阻止其进入内部。
3、制作车辆防地雷底板坦克车、装甲车、重卡车等底部采用V型，外部为装甲板，中层为泡沫铝板，里层为芳纶纤维板或钢板，防地雷。
4、军事指挥车、指挥所的需求泡沫铝材料具有屏蔽电磁波的功能，可以屏蔽90分贝以上，制作军事指挥车、指挥所的内衬，使电信息保密。
5、制作防暴车需求利用泡沫铝材料制作防暴车的复合装甲，防暴车重量可以减轻三分之一以上。
6、制作军用空投包装箱目前我国军用空投包装箱采用美国哈丁技术制作，内部吸能减震材料为高密度塑料泡沫，使用泡沫铝为内部吸能减震材料，吸能减震能力提高10倍以上，即空投武装设备和弹药的安全性提高10倍以上。
7、制作舰船防爆甲板舰船甲板用装甲板、泡沫铝板、钢板复合结构，甲板强度提高2倍以上，抗爆、抗弹能力提高2倍以上。
二、轨道交通方面需求1、制作地铁车站的吸声内衬用打孔泡沫铝吸声板制作地铁车站侧壁和顶部吸声板，厚度为10mm，背后设置20mm厚空腔，即使在地铁车站的潮湿环境中仍然保持良好的吸声降噪效果，比使用其它吸声材料降噪效果提高一倍以上。
2、制作高速铁路隔音屏制作高速铁路声屏障，高度为2800mm，打孔泡沫铝吸声板厚度为10mm，背后设置20mm厚空气层，后板为镀锌钢板。
声屏障的内侧为泡沫铝裸面，可以吸音，整体墙可以隔音，达到高效降噪效果。
泡沫铝被雨水淋湿后，降噪功能不降低，泡沫铝吸能减震，在列车经过震动下，铆钉不会松动，长期安全。
3、制作普通列车地板普通列车泡沫铝地板为1mm铝板、15——20mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成，泡沫铝密度为0.5g/cm³左右，具有优良的隔音、隔震功能；不燃烧，防火性能好；抗弯强度达到20Mpa左右，使用寿命长达30年以上；重量轻，为木板重量的1/2左右。
泡沫铝发泡铝的全面知识
04 泡沫铝发泡铝的市场前景 与发展趋势
市场现状与规模
全球泡沫铝发泡铝市场规模持续增长 ，预计未来几年将保持稳定增长态势 。
随着环保意识的提高和能源消耗的增 加，泡沫铝发泡铝在建筑、汽车、航 空航天等领域的应用越来越广泛，市 场需求不断扩大。
竞争格局与市场份额
目前，全球泡沫铝发泡铝市场主要由几家大型企业主导，如德国的 Aluminumwerk Union Ranshofen、法国的Pechiney和美国的Alcoa等。
改进方向
提高耐潮性能
通过改进生产工艺或添 加防潮剂等措施，提高 泡沫铝发泡铝的耐潮性
能。
增强高温稳定性
研究新型的发泡剂和生 产工艺，提高泡沫铝发 泡铝在高温环境下的稳
定性。
降低生产成本
通过优化生产工艺、规 模化生产等方式降低泡
沫铝发泡铝的成本。
改善可塑性
通过调整生产配方或采 用特殊的加工工艺，改 善泡沫铝发泡铝的可塑
VS
电磁屏蔽
泡沫铝具有电磁屏蔽性能，可用于电子设 备的电磁屏蔽材料，减少电磁干扰。
保温隔热领域
保温材料
泡沫铝具有优良的保温性能，可用于建筑、 工业等领域的保温材料，减少能源消耗。
隔热材料
泡沫铝具有较好的隔热性能，可用作高温设 备的隔热材料，防止设备过热。
03 泡沫铝发泡铝的优势与局 限性
优势
轻质高强
吸音减震
泡沫铝具有较好的吸音和减震性能，可用于汽车内部隔音、 减震材料。
航空航天
航天器结构材料
泡沫铝具有高强度、轻质、耐高温等特性，可用于制造航天器结构件，减轻航 天器重量。
飞机隔音材料
泡沫铝具有优良的隔音性能，可用于飞机舱内隔音材料，提高乘坐舒适度。
泡沫铝
• 泡沫铝的体积可用排水法测得,体积质量及 孔隙率可用下列公式计算:ρ = m/ V ; < = (γ0 - γ) / γ0 ×100 % · • 式中,ρ为泡沫铝的体积质量; V 为泡沫铝的 体积; m 为泡沫铝的质量; < 为泡沫铝的孔 隙率;γ0为实体铝的体积密度;γ为泡沫铝的 体积密度
• 压制压力对泡沫铝发泡的影响 • 压制一般包括装模、压制、脱模等工序， 将原料混合均匀后,直接压制成型，成型压 力的选择决定了坯的体积质量,也决定了发 泡阶段孔的大小和均匀程度。
• 前者孔隙率在80%以上， 孔径一般为Φ2---5mm， 各孔互不相通； • 后者的孔隙率在60— 75%，孔径一般为 Φ0.8---2mm，各孔相 互连通。
通孔结构
• 它密度小、高吸收冲击能力强、耐 高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音 降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、 耐候性强、有过滤能力、易加工、 易安装、成形精度高、可进行表面 涂装。
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。
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
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。
泡沫铝在纽约101号大街911纪念广场墙壁上的应用
6、泡沫铝产品应用在室内防音工程
泡沫铝应用于工厂和体育馆中的泡沫铝吸音材料
泡沫铝在Jinjoo国立大学剧院室内工程中的应用
泡沫铝应用于变电站和商业街外墙中的泡沫铝吸音板
首尔地铁1号线Dodong中心变电站防音工程中的泡沫铝板
泡沫铝
2.1泡沫铝材料的结构特点泡沫铝是一种轻质功能材料，高孔隙率（60%~90%），孔径一般为0.1~6mm孔隙结构主要有通孔和闭孔。
通孔，密度0.8~1.2g/cm3，孔隙率50%~70%，孔径1mm以下，高温气体和液体的过滤材料，散热材料闭孔，密度0.2~0.5g/cm3，孔隙率80%~90%2.2泡沫铝材料的吸声性能表面几乎不存在可声波反射的平面。
孔道中的空气在声波作用下会发生压缩-膨胀形变，将声能转变成热能。
孔隙结构对吸声能力影响较大两种吸声形式即表面漫反射吸声和穿孔亥姆兹共振吸声。
在泡沫铝背后设置一空气层，形成泡沫铝吸声箱。
随着泡沫铝背后空气层厚度的增加，吸声主频率逐渐向低频移动。
2.3泡沫铝材料的隔声性能声波进入泡沫铝孔隙，引起孔隙中空气震动，继而金属间架振动，金属间架相互牵制，振动受阻而转化为热能。
通常使用的聚氨酯泡沫隔声材料，100mm厚最大隔声量为23dB，而泡沫铝材料20mm厚可以隔30dB以上。
密度对闭孔泡沫铝的整体隔声性能具有很大影响不同密度新孔泡沫铝裸板的隔声性能变化趋势基本一致厚度对闭孔泡沫铝裸板隔声性能具有显著影响为了减小闭孔泡沫铝裸板中透孔和裂缝对隔声性能的影响，一般在工程中制成夹芯板。
相同密度和相同厚度的泡沫铝夹芯板比泡沫铝裸板隔声性能高。
厚度太低会造成较多的裂缝和透孔，当两面贴板后，可以很好的解决透孔和裂缝所造成的声损失2.4泡沫铝材料的压缩强度与块体材料不同，多孔材料的性能测试还与材料的尺寸有关，对较大试样的多孔材料而言，可不考虑材料的尺寸效应。
但对试样较小的多孔材料而言，要材料的尺寸效应。
闭孔泡沫铝压缩过程经历三个阶段：1、线弹性变形阶段2、坍塌变形阶段：初始坍塌和延续坍塌3、致密化变形阶段动态压缩特征曲线与静态压缩时的特征一样，经历三个变形阶段。
动态与静态的压缩应力-应变曲线有着明显的差异：动态的曲线更加光滑，没有明显的平台区域；随着应变的增加，应力增加先快后慢再快，但一直处于增加的趋势，且在阶段2没有出现静态压缩时的应力突降现象；动态压缩的平台应力比静态压缩的平台应力大，且随着密度的逐渐增加，平台应力的差异也在缩小，应力-应变曲线也逐渐趋于一致。
泡沫铝技术及其在车辆中的应用
泡沫铝技术及其在车辆中的应用
毛春升， 钟绍华
（武汉理工大学 汽车工程学院， 湖北 武汉 !"##$# ） 摘要： 泡沫铝是一种新型的多功能材料， 有着许多优良的物理与机械特性， 使其在工程中有广泛的应用前景。介绍了 泡沫铝的制备技术、 适用于车辆的特性及在车辆中应用的相关技术、 应用的状况。 关键词： 泡沫铝技术；车辆；应用 中图分类号： +,%!)-( 文献标识码： .
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应力 D 6E0
应用的主要是具有轻质、 高比强度、 高刚度、 吸声、 降 噪、 减振和吸收能量特性的闭孔结构泡沫铝， 其制备 可采用铸造渗流法。 该方法是把一定粒度的盐类 （氯 化钠等） 放入模具中， 然后将液态铝及其合金压入其 孔隙中， 最后用蒸汽或热水把盐类溶出， 得到通孔结 构的泡沫铝材料。盐类粒子来源广泛、 价格低廉， 不 与铝液发生化学反应，是铸造渗流法制备泡沫铝的 理想材料。
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应变 D ! 线 弹 性 区 屈服平台区 致密化区
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泡沫铝压缩应力 ’ 应变曲线
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气泡法 气泡法是用特别设计的涡轮或振动喷嘴向铝熔
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能量吸收性能 多孔结构的泡沫铝可用作能量吸收材料，它的
物中注入气体 （空气、 氮气、 氩气等） ， 产生气泡并均 匀分散， 从而使铝熔物发泡， 形成的气泡与铝熔物的 粘性混合物浮于液态铝上方，排掉下方的部分液态 铝， 用传送带将上方泡沫移走， 经冷却后即制成泡沫 铝材。这种方法已被澳大利亚的 23405 铝业公司用 部分参 于商业生产， 其 产 品 称 为 6758.49 泡 沫 铝 ， 数见表 &。