泡沫鋁

1.較大的孔徑0.3—7mm；

2.較高且可控的孔隙率：63%--90%；

3.比表面積大10---45cm2/cm3；

4.孔結(jié)構(gòu)多樣化；閉孔、通孔及微通孔泡沫鋁；

5.金屬骨架成份及孔結(jié)構(gòu)可控，能適應(yīng)不同需求。

吸聲、隔聲材料：泡沫鋁可用于城市輕軌、高架公路、地下隧道、機(jī)械設(shè)備的噪聲治理及聲學(xué)室、多功能廳和其他室內(nèi)聲響效果的改善。吸聲的泡沫鋁粘貼到混凝土或鋼結(jié)構(gòu)上，豎在高架橋、輕軌兩旁作為大型吸音墻，可以減輕城市交通噪聲。隔聲的泡沫鋁可用于工廠機(jī)房、機(jī)器設(shè)備、戶外建筑工地的噪聲隔離，解決了廣泛應(yīng)用的玻璃棉、石棉等吸聲材料的許多局限性 。

泡沫鋁具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能以及可回收性。泡沫鋁的這些優(yōu)異性能使其在當(dāng)今的材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，是很有開發(fā)前途的工程材料，特別是在交通運(yùn)輸工業(yè)，航天事業(yè)和建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)等方面 。

1.輕質(zhì)：密度為金屬鋁的0.1—0.4倍。

2.高比剛度：其抗彎比剛度為鋼的1.5倍。

3.高阻尼減震性能及沖擊能量吸收率：阻尼性能為金屬鋁的5—10倍?？紫堵蕿?4%的泡沫鋁發(fā)生50%變型時(shí)，可吸收2.5MJ/m³以上的能量。

4.良好的聲學(xué)功能：

（1）隔聲性能（閉孔）：聲波頻率上800—4000HZ之間時(shí)，閉孔泡沫鋁的隔聲系數(shù)達(dá)0.9以上。

（2）吸聲性能（微通孔和通孔）：聲波頻率在125---4000HZ之間時(shí)，通孔泡沫鋁的吸聲系數(shù)最大可達(dá)0.8，其倍頻程平均吸聲系數(shù)超過0.4。

5.優(yōu)良的電磁屏蔽性能：電磁波頻率在2.6—18GHZ之間時(shí)，泡沫鋁的電磁屏蔽量可達(dá)60—90dB。

6.良好的熱學(xué)性能：孔隙率為80---90%的閉孔泡沫，相當(dāng)于大理石。通孔泡沫鋁由于其孔洞相互連通，在強(qiáng)制對(duì)流條件下具有良好的散熱性。

7.不燃燒且有較好的耐熱性?！跄透g性、耐候性好，低吸濕，不老化，無毒性。

8.易加工：切割、鉆孔、膠結(jié)方便；經(jīng)模壓可彎曲成所需形狀；能用有機(jī)或無機(jī)漆進(jìn)行表面處理；可以兩面蒙皮，構(gòu)成大尺寸的輕質(zhì)、高剛度板。

9.易安裝：泡沫鋁材料可以被安裝在高處而無需機(jī)械起重設(shè)備，如：天花頂棚、墻壁和屋頂?shù)?，可以采用機(jī)械方法或直接用螺釘連接和固定，也可以用粘接劑粘貼在墻或天花板上。

10.金屬薄板——泡沫鋁——金屬薄板形成的“三明治”結(jié)構(gòu)繼承了泡沫鋁的優(yōu)異性能，并具有很高的抗彎強(qiáng)度，可用作新型建材、機(jī)車車輛的高剛度結(jié)構(gòu)件等。

11.上述性能的多功能兼容 。

泡沫鋁可以通過改變其密度和孔結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)所需的綜合性能。這正是這種獨(dú)特材料的魅力所在。因而被廣泛地應(yīng)用在許多領(lǐng)域：

1.泡沫鋁應(yīng)用范圍很廣，利用泡沫鋁的低密度、高剛度、隔音性能、隔熱性能、防火性能、吸能性能和受熱時(shí)不放毒氣等性能廣泛適用于軌道交通行業(yè)。如車廂和集裝廂中隔熱隔音、吸能和防火、防毒部件上。

2.利用泡沫鋁的隔音性能、吸音性能和吸能性能，用于城市建設(shè)中的環(huán)保領(lǐng)域，如：隔音屏；汽車制造業(yè)用在吸能元件和吸音元件上，如：保險(xiǎn)杠和消音器。

3、利用泡沫鋁的低密度、高剛度、低導(dǎo)熱性能，廣泛應(yīng)用于節(jié)能性建筑，如：隔熱墻體和防火隔熱門，節(jié)能性移動(dòng)房。

4.可用在軍工行業(yè)、吸音和防磁部件上，如：坦克、潛艇外殼夾芯板。

5.其他機(jī)械制造業(yè)、航空工業(yè)等產(chǎn)品的隔熱隔音、防震、吸能元件都可以用泡沫鋁材料來制造。

泡沫鋁這種功能材料已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，如美國、日本、加拿大、德國、韓國等。

國內(nèi)已有幾十個(gè)單位在研究泡沫鋁的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但還沒有一家投入規(guī)?；a(chǎn)，能生產(chǎn)出有使用價(jià)值的產(chǎn)品。

6.國家已經(jīng)推廣泡沫鋁做隔音屏，規(guī)格為1000mm×1000mm×10mm密度為0.6的泡沫鋁板，價(jià)格為300元/m²市場上需求量為60000m²/年。

7.夾芯板：有著非常有希望的潛在市場，軌道列車車廂，正準(zhǔn)備采用泡沫鋁夾芯板正處于設(shè)計(jì)階段，年需要量為(3～5)×1000噸 。

泡沫鋁“三明治”結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)輕，高剛度的特征，可作為優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料。如：用作汽車的結(jié)構(gòu)件時(shí)，重量只有鋼結(jié)構(gòu)的一半，而剛度則提高10倍，據(jù)報(bào)道大約有20%的汽車結(jié)構(gòu)件可采用這種結(jié)構(gòu)。

1.新型建筑材料：

泡沫鋁是一種新型建筑及裝潢材料，它具有質(zhì)輕、高比剛度、美觀、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)，并兼有吸音、隔熱、電磁屏蔽等特性。因此泡沫鋁可廣泛應(yīng)用于商場、賓館、體育館等場館的建筑裝潢。

2.電磁屏蔽材料：

因其優(yōu)異的電磁屏蔽性能，泡沫鋁可用于電信、電子儀器、計(jì)算機(jī)房、電視廣播設(shè)備的電磁屏蔽，能防止核輻射引起的電脈沖效應(yīng)EMP（該效應(yīng)能燒毀半導(dǎo)體或產(chǎn)生因數(shù)據(jù)傳輸損失引起了電子混亂，最終摧毀電子設(shè)備）。

3.保溫材料：

因其導(dǎo)熱系數(shù)低，同時(shí)具有質(zhì)輕、高比剛度、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)，可用作隔熱、保溫、保冷材料等。

沖擊能量吸收材料：因其具有優(yōu)良的沖擊能量吸收性能，可用作汽車防沖檔、機(jī)械裝置的保護(hù)外殼，升降機(jī)的安全墊、飛機(jī)外殼夾層（沖緩爆炸沖擊波）和太空飛行器的防護(hù)層（可捕捉太空碎片）等 。

《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序

前言

第1章緒論

1.1泡沫鋁材料發(fā)展史

1.2泡沫鋁材料發(fā)展趨勢

1.2.1泡沫鋁材料應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展

1.2.2開發(fā)高性能泡沫鋁材料

1.2.3現(xiàn)有泡沫鋁制備方法的改進(jìn)

1.2.4開發(fā)泡沫鋁材料后加工技術(shù)

1.3 泡沫鋁材料的市場需求

參考文獻(xiàn)

第2章泡沫鋁材料的性能

2.1泡沫鋁材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.2泡沫鋁材料的吸聲性能

2.3泡沫鋁材料的隔聲性能

2.4泡沫鋁材料的壓縮強(qiáng)度

2.4.1閉孔泡沫鋁材料靜態(tài)壓縮性能

2.4.2閉孔泡沫鋁材料動(dòng)態(tài)壓縮性能

2.4.3 不同基體材料泡沫鋁的壓縮性能

2.5泡沫鋁材料的吸能性能

2.5.1泡沫鋁吸能量

2.5.2泡沫鋁能量吸收效率

2.5.3不同基體材料泡沫鋁的吸能性能

2.6泡沫鋁材料的電磁屏蔽性能

2.7泡沫鋁材料的傳熱性能

2.8泡沫鋁材料的抗彎強(qiáng)度

2.9泡沫鋁材料的阻尼性能

參考文獻(xiàn)

第3章泡沫鋁材料制備基礎(chǔ)理論

3.1 制備閉孔泡沫鋁材料的發(fā)泡機(jī)理

3.2 TiH2分解過程

3.2.1氫化鈦的物理性質(zhì)

3.2.2氫化鈦分解動(dòng)力學(xué)分析

3.3鋁熔體的黏度

3.4鋁熔體的表面張力

3.4.1表面張力概念

3.4.2表面張力影響因素

3.5鋁熔體對(duì)固相顆粒表面的潤濕性

3.6鋁熔體中氣泡的形成

3.7泡沫組織的形成

3.8氣泡的穩(wěn)定性

3.9氣泡的均勻性

3.10泡沫體的凝固

參考文獻(xiàn)

第4章熔體直接發(fā)泡法制備泡沫鋁材料工程化研究

4.1熔體直接發(fā)泡法制備泡沫鋁材料的工藝基礎(chǔ)

4.1.1鋁基合金的性質(zhì)

4.1.2鋁熔體的增黏方法

4.1.3發(fā)泡劑的選擇及改性

4.1.4熔體的攪拌方法

4.1.5保溫發(fā)泡的方式

4.1.6泡沫體的冷卻

4.2熔體直接發(fā)泡法制備泡沫鋁材料的工程化

4.2.1工程化研究方法

4.2.2工藝條件的調(diào)整

4.2.3工程化試驗(yàn)中存在的問題及解決方法

4.2.4工業(yè)化生產(chǎn)流程初步設(shè)計(jì)

4.3熔體直接發(fā)泡法的后續(xù)發(fā)展

4.3.1兩步法制備泡沫鋁材料

4.3.2熔體法制備泡沫鋁夾芯板

參考文獻(xiàn)

第5章熔體直接發(fā)泡法生產(chǎn)泡沫鋁材料工藝與設(shè)備

5.1 引言

5.1.1熔體直接發(fā)泡法的生產(chǎn)情況

5.1.2注氣發(fā)泡法的生產(chǎn)情況

5.2 熔體直接發(fā)泡法生產(chǎn)泡沫鋁材料工藝和設(shè)備

5.2.1泡沫鋁生產(chǎn)工藝流程

5.2.2鋁錠（鋁合金）熔化

5.2.3返回料熔化

5.2.4鋁液增黏

5.2.5添加發(fā)泡劑

5.2.6發(fā)泡

5.2.7冷卻凝固

5.2.8切割作業(yè)

5.3產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5.3.1泡沫鋁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

5.3.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5.4產(chǎn)品成材率

5.4.1泡沫鋁成材率的計(jì)算

5.4.2影響泡沫鋁成材率的因素

5.5廢料回收利用

5.5.1廢料的來源

5.5.2廢料回收的困難

5.5.3廢料回收方式

5.6泡沫鋁生產(chǎn)設(shè)備的安裝與布置

5.6.1泡沫體生產(chǎn)車間

5.6.2切割車間的布置

參考文獻(xiàn)

第6章 粉末冶金法制備泡沫鋁材料工藝

6.1粉末冶金法制備泡沫鋁概況

6.1.1粉末冶金法制備泡沫鋁材料的基本原理

6.1.2粉末冶金法制備泡沫鋁材料的優(yōu)缺點(diǎn)

6.1.3粉末冶金法制備泡沫鋁材料的工藝參數(shù)

6.2坯體的制備

6.2.1制坯壓強(qiáng)

6.2.2制坯溫度

6.2.3鋁粉粒度對(duì)發(fā)泡劑分散性的影響

6.3發(fā)泡過程

6.3.1發(fā)泡溫度對(duì)發(fā)泡的影響

6.3.2發(fā)泡劑量對(duì)發(fā)泡的影響

6.3.3發(fā)泡時(shí)間的影響

6.4添加Mg粉對(duì)泡沫鋁發(fā)泡行為的影響

6.4.1 Mg粉添加量對(duì)膨脹率的影響

6.4.2 Mg粉添加量對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)的影響

6.5加熱技術(shù)及原理

6.5.1紅外加熱

6.5.2感應(yīng)加熱技術(shù)

6.5.3電阻爐的加熱技術(shù)

6.5.4可行的快速加熱技術(shù)

6.6鋼面板泡沫鋁夾芯板制備方法

6.6.1鋼板表面處理

6.6.2鋁基前驅(qū)體制備

6.6.3鋼面板泡沫鋁夾芯板發(fā)泡工藝

6.7鋼殼泡沫鋁芯部件制備方法

6.7.1鋼殼的制備與處理

6.7.2泡沫鋁半成品的制備

6.7.3泡沫鋁半成品在鋼殼內(nèi)發(fā)泡

參考文獻(xiàn)

第7章泡沫鋁夾芯板制備工藝

7.1泡沫鋁夾芯板材料簡介

7.1.1泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)

7.1.2泡沫鋁夾芯板材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域

7.1.3泡沫鋁夾芯板的主要制備方法

7.1.4泡沫鋁夾芯板制備工藝存在的主要問題

7.1.5泡沫鋁夾芯板材料的主要研究成果

7.1.6泡沫鋁夾芯板制備技術(shù)研究進(jìn)展

7.2泡沫鋁夾芯板制備工藝

7.2.1泡沫鋁夾芯板材料制備工藝流程

7.2.2原料

7.2.3泡沫鋁夾芯板的制備過程

7.2.4實(shí)驗(yàn)檢測手段及設(shè)備

7.3軋制復(fù)合工藝制備發(fā)泡預(yù)制坯工藝

7.3.1軋制復(fù)合對(duì)預(yù)制坯結(jié)合效果的影響

7.3.2軋制復(fù)合對(duì)芯層粉末致密度的影響

7.3.3板/芯界面的變形研究

……

第8章 泡沫鋁材料的其他制備工藝

第9章泡沫鋁材料后處理

第10章 泡沫鋁材料性能檢測方法

第11章 泡沫鋁材料的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)