泡沫铝研究综述
班级:材科102班
姓名：吴凯
学号：201004055
指导教师：吕平
泡沫铝研究综述
吴凯青岛理工大学
摘要：泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料。本文首先介绍在制造泡沫铝
的过程中起了至关重要的作用的发泡剂。泡沫铝中气源主要分为H
2源和C0
2
气源，
氢化物发泡剂应用较为普遍；其次对泡沫铝动态压缩力学性能的实验测量技术进行了总结；另外分析总结了泡沫铝随着气孔孔径的减小，它的力学性能、电磁屏蔽效能、吸音性能的变化；最后，介绍了泡沫铝作为结构材料、功能材料及功能结构一体化材料应用的研究现状。
关键词：泡沫铝；发泡剂；力学性能；冲击荷载；小孔径
Abstract:Foam aluminum is a new lightweight structure and function of materials. This paper describes the process in the manufacture of aluminum foam played a crucial role in the blowing agent. Aluminum foam in the gas source is divided into H2gas supply sources and CO2, hydrides foaming more general; followed by dynamic compression of aluminum foam mechanical properties of experimental measurement techniques are summarized; another analysis summarizes the aluminum foam with pore size decreases, its mechanical properties, changes in electromagnetic shielding performance, acoustic performance; Finally, the research status of aluminum foam as a structural material, structural and functional integration of functional materials materials applications.
Keywords:Foam aluminum；Vesicant；Mechanical Properties；Impact load；Small Aperture
引言
泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料，粉末冶金法是一种制备泡沫铝的重要的方法。在泡沫铝内部含有大量分布可控的孔洞，并以孔洞作为复合相的新型复合材料，具有良好的吸能、减震、缓冲、隔音吸声、隔热、电磁屏蔽、质量轻、高比能等优良的物理和力学性能。另外，研究小孔径泡沫铝对泡沫铝的发展有重要意义，当泡沫铝气孔细化到lmm左右时，可分散细化缺陷，使泡沫铝的结构均匀性提高，而泡沫铝孔结构的均匀化可使其形变的不均匀性降低。研究表明，平均孔径的减小可以使泡沫铝力学性能、能力吸收性能等得到提升。因此，研究小孔径泡沫铝、全面提升泡沫铝性能是当今泡沫铝的重点研究方向之一。正因为泡沫铝有如此多有意的性能，近些年来它在航空航天、汽车、船舶、建筑、装潢、环保、医药等领域被广泛使用。
1.泡沫铝发泡剂
铝的熔点为660℃，通常低温发泡剂不适合金属铝的发泡。在泡沫铝的生产中应用较多的是无机类热分解型发泡剂。概括起来主要是氢化物型和碳酸盐型。
1．1氢化物发泡剂
在众多的氢化物中，TiH
2和ZrH
2
被认为是最佳的发泡剂[1]，原因是它们在
400～600℃释放出发泡气体——氢气，这与铝金属的熔点(660℃)和铝合金的熔点(577℃)比较接近[1]。工业生产中，由于成本和资源等因素，TiH
2
应用比较普遍，
因此国内外发泡剂研究通常集中在TiH
2方面。可以利用未经处理的TiH
2
所释放的
氢气在铝熔体中直接发泡，Banhart[2]发现TiH
2
在氩气保护下加热到390℃开始缓
慢地释放氢气，释气过程可分为3个阶段：快速分解阶段、匀速分解阶段和减速
分解阶段。然后当温度达到铝或者铝合金熔点以上时，TiH
2
分解产生的氢气就会在熔融铝或者铝合金内形成无数气泡，冷却这种金属即得到泡沫铝。东北大学先进材料制备中心的姚广春教授采用这种方法制备泡沫铝，以氢化钛作为发泡剂[3]，现在已能批量生产泡沫铝材，并申请了国家发明专利[4]。
1．2碳酸盐发泡剂
V．Gergely在铝金属熔体中加入3．5％的CaC0
3
作为发泡剂，搅拌40～90s后，室温下冷却制备泡沫前驱体，在650～750℃保温15min，发泡剂分解，制备出孔
径均匀、高孔隙的泡沫铝材料，与TiH2相比，CaCO
3
更适合泡沫铝的制备。原因
在于CaCO
3的分解温度较TiH
2
明显滞后，从而推迟了发泡时间，使操作易于控制。
2.泡沫铝力学性能
材料的力学性能往往与应变率有关，随着应变率提高，材料的屈服极限、强度极限都会随之提高，而其延伸率会降低，并出现屈服滞后和断裂滞后等现象。在泡沫铝动态实验测量中，还应注意减小因横向惯性引起的弥散效应，从而保证一维应力波初等理论在其理论计算中的使用。控制其弥散效应常用的方法是确保泡沫铝试件为圆柱形，其直径一般为35 mm，其高度在10 ～ 20 mm。泡沫铝在动态压缩作用下的应力-应变曲线与准静态作用下的明显不同，即随着加载速率的增大，其屈服应力也随之增大。但无论是准静态下还是动态下，泡沫铝的应力-应变曲线都呈现出明显的3 个阶段，即弹性上升阶段、平台阶段和密实阶段。
3.小孔径泡沫铝
常规熔体发泡法制备的泡沫铝平均孔径一般为3～6mm，孔径较大，在泡沫铝孔隙率相近的情况下，实验研究表明，孔径的减小可使泡沫铝的弹性模量、屈服强度、隔音抗噪、能量吸收性、电磁屏蔽等各方面性能都提高[5-7]。
3.1力学性能
吴照金等[5]对不同平均孔径下泡沫铝的弹性模量、应力应变曲线的研究表明，当泡沫铝孔隙率在0．85左右时，随着平均孔径的减小，其弹性模量提高。屈服强度增加，但应力平台区略有减小；在孔隙率相近时，泡沫铝的弹性模量、屈服强度等力学性能都会遵循以上规律，即平均孔径越小，力学性能越好。这是因为在泡沫铝孔隙率基本不变的情况下，平均孔径减小则孔数增多，导致孔壁变薄，试样组织中的气固界面较大，界面强化效应增强，而且平均孔径减小会使缺陷细化，并最终导致弹性模量、屈服强度等力学性能指标增大。
3.2电磁屏蔽效能
风仪等[7]研究了泡沫铝的电磁屏蔽性能，发现泡沫铝电磁屏蔽性能较好，是一种优良的电磁屏蔽材料，当泡沫铝孔隙率相近时，孔径越小，孔的个数越多，电磁波在泡沫铝内部多重反射的次数变多，吸收损耗增大，而反射损耗也随着孔径的减小而增大，因此总的电磁屏蔽效能随着泡沫铝孔径减小而增大。
3.3吸音性能
泡沫铝具有良好的吸音降噪性能[8-10]，根据小孔消音的理论[8]，随着泡沫铝平均孔径的减小，其比表面积大幅增加，吸音降噪效果越明显。Banhart等[9]认为随着平均孔径的减小，泡沫铝的吸音降噪能力将大幅提高，这是因为泡沫铝的平均孔径越小，其比表面积越大，则声波的漫反射和折射的通道也就越长越复杂，声波与空隙壁的碰撞次数越多，发生反射和折射的路径就越长，吸附的声能就越多，吸音降噪的效果也就更佳。因此，泡沫铝平均孔径的减小可以使泡沫铝的吸音降噪能力提高。
4.泡沫铝应用研究现状
4.1泡沫铝作为结构材料的应用
泡沫铝内部存在大量孔隙，使其具有质轻及比强度高等特性。泡沫铝是较理想的轻质复合夹层板或夹芯管的填充材料，用作三明治复合板的填充物，不仅质轻，而且强度和刚度较高，泡沫铝填充物可有效改善复合板材在静态和动态载荷下的变形模式，使其抗弯强度、抗压强度、刚度及吸能等性能都大幅度提高。用三明治泡沫铝夹层材料制造的某些汽车零件的质量只有原钢件质量的1／2，而其比刚度却为钢件的1O倍，保温绝热性能比实体铝高95 ，因此，泡沫铝将会成为重要的汽车材料。在航空航天领域，波音公司已经在尝试用泡沫钛和泡沫铝夹层材料制成直升飞机的尾架，这种夹层材料可以制成弯曲甚至三维的形状，使其在航空航天技术中具有很好的应用前景。在建筑行业，泡沫铝或其它泡沫金属可以制成轻、硬、耐火的元件、栏杆或支撑体。
4.2泡沫铝作为功能材料的应用
4.2.1吸能材料及减震材料
利用泡沫铝良好的能量吸收及阻尼性能，可将其制作成优良的能量吸收材料及减震材料，例如汽车的保险杠、宇宙飞船的起落架、升降机、传送器安全垫及高速磨床防护罩吸能内衬等。将泡沫铝充人中空钢材或铝材外壳中，使用在汽车的防撞壳、防撞管、保险杠和底盘之间的吸能元件上，不仅能使这些部件在负载期间具备良好的变形行为，极大地提高吸能速度，而且有助于减轻车体质量、缩短防撞壳长度、减小防撞壳体积。汽车的发动机和另外一些部件可用泡沫金属制造或增强，可以同时获得较高的刚性和较轻的质量[11]。在航空航天领域，泡沫铝可用于制作能量吸收材料，如返回舱、登月舱的缓冲材料。
4.2.2吸声材料
泡沫铝能承受一定的压力，且具有加工性能好、不怕潮、易清洗、耐高温、阻燃、不会释放有毒气体、无污染、易回收等优点，集结构、功能于一体，能制成各种形式的吸声材料。可广泛用于无线电录音室、建筑及自动办公设备等，既可作外表装饰，又兼作吸声材料。泡沫铝对频率大于800 Hz的噪声有很强的消声能力，因此它还可用于空压机的消声器材、公路的防声壁、机械防声屏、音响室、工厂防声墙以及其它需要降低噪声的场合。
4.2.3电磁屏蔽材料
泡沫铝的电磁屏蔽性能与频率有关，高频磁场通过泡沫铝时会产生感应电势
从而形成感应涡流，与原磁场反向，形成涡流磁场的抵消作用，从而起到电磁屏蔽作用，屏蔽效果远优越于导电性涂料及导电性材料。泡沫铝用作电磁屏蔽材料，能够降低8O 以上的电磁干扰，其屏蔽性能远比纯铁、含铜粉涂料等材料优越，特别是在电磁波高频区有更好的屏蔽性，在0．015kHz-1．5 GHz的频率范围内的电磁屏蔽性能可达75 dB以上口，故可以用来建造电子装备室，制作电子设备及电磁兼容器件、电子仪器屏蔽材料等。
4.2.4其他应用
在化学工业中，泡沫铝等泡沫金属因具有大的表面积，可作为催化剂的载体，增加催化剂与反应气体或液体的接触面积，其性能远比陶瓷催化剂载体优越[12]。另外，通孔泡沫铝大的孔隙率使其可以作为反应物进行化学反应的容器。通孔泡沫金属具有一定的支撑能力、大的比表面积，这提供了广阔的界面电荷传递空间，而且它的导电性能良好，因此是一种优良的电极材料[13]，适用于各种蓄电池、燃料电池、空气电池和太阳能电池。
5.展望
泡沫铝性能优异，应用范围广，在工业、航空航天、环保、建筑等众多行业具有很好的应用开发前景和潜力。目前国外对于泡沫铝的应用研究较为成熟，已经在多个行业实现了规模化应用。我国现阶段泡沫铝的制备技术已较为成熟，但在应用研究领域较国外落后，除了作为吸声材料及结构材料现规模化应用外，多数领域的应用目前还处于实验室研究阶段，要实现大规模应用还有很长的路要走。所以，我国泡沫铝研发人员今后应加强泡沫铝材料的应用基础研究，推动泡沫铝作为功能材料应用的研究开发，并尽快进行扩大化实验研究，努力促进其工业化生产及应用推广。
参考文献
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13.黄国涛，王应武．泡沫金属电极材料研究现状[J]．有色金属加工，2011，20
※ 设计基本原理： 泡沫铝是近几十年发展起来的一种新型功能材料。它由三维网状金属骨架结构和间隙构成，如果在其中渗入增强体，将大幅地提高其力学性能，还有可能带来其他新的功能特性，或者使泡沫铝基基体原有的优良特性得到进一步提高。泡沫铝同时具有多孔结构和金属的双重特征,因而具有许多优良的特殊性能, 如热、声、能量吸收、电磁屏蔽、轻质、渗透性能等, 在汽车、航空航天、建筑、包装、运输等领域具有广泛的应用。SiCp 增强铝基复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优良特性, 已成为当前人们研究开发的热点之一。如将二者相结合成为碳化硅颗粒增强泡沫铝基复合材料, 则能取长补短, 同时兼有两种材料的优点, 成为一种新型的泡沫金属基复合材料。※ 制备工艺（熔体发泡工艺）： ① 流程图如下 ② 试验基体用材为纯Al, Si, Mg, 增强颗粒为10~ 14 μm 的W14 绿碳化硅颗粒( A-SiCp ) , 发泡剂200 目的TiH 2 粉末。试验装置如③ 所示。熔体发泡法制 备SiCp 增强泡沫铝基复合材料工艺流程为:首先将金属铝锭在高温箱形电炉熔化后, 在一定温度条件下加入10%~ 12% ( 质量分数) 的Si 作为添加剂和1% ~ 1。 5% ( 质量分数) 的Mg 作为助渗剂, 经调速电机驱动的搅拌器高速搅拌均匀, 升温后倒入预处理过的SiC 颗粒保温坩埚中, 再高速搅拌均匀, 冷却到固液两相区加入预处理过的发泡剂TiH 2, 高速搅拌均匀后, 保温一段时间, 使发泡剂 充分分解释放气体( H 2 ) , 气体滞留在熔体内冷却凝固后即产生大量孔洞。均匀 分布的( H 2) 使金属发泡成为所需的结构和形状, 同时SiC 颗粒分布于金属基体 中起到强化作用。 ③ 实验装置图： SiC 颗粒进行预处理 TiH 2 配料 搅拌 熔化 冷却 发泡 冷却
铝基复合材料综述 XXXXXXXXXXX 摘要铝基复合材料凭借密度小、耐磨、热性能好等优点在航天航空等领域占有优势地位。文中综述了铝基复合材料的种类、铝基复合材料性能、各种铝基复合材料的制备和应用以及发展前景。 关键词铝基复合材料种类性能制备应用 Abstract Al-based alloys have advantages in the field of the aerospace by the advantages of small density , anti-function ,good thermal performance and so on. This article discussed the kinds ,performance ,approach , use and development prospect of Al-based alloys. Key words Al-based alloys kind performance approach use
1.引言 自20世纪80年代金属基复合材料大规模研究与开发以来，铝基复合材料在航空，航天，电子，汽车以及先进武器系统等领域得到迅速发展。铝基复合材料的制备工艺设计高温、增强材料的表面处理、复合成型等复杂工艺，而复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于其制造技术。因此，研究和开发心的制造技术，在提高铝基复合材料性能的同时降低成本，使其得到更广泛的应用，是铝基复合材料能否得到长远发展的关键所在。铝在制作复合材料上有许多特点,如质量轻、密度小、可塑性好,铝基复合技术容易掌握,易于加工等。此外,铝基复合材料比强度和比刚度高,高温性能好,更耐疲劳和更耐磨,阻尼性能好,热膨胀系数低。同其他复合材料一样,它能组合特定的力学和物理性能,以满足产品的需要。因此,铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一。2.铝基复合材料分类 按照增强体的不同,铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高,尺寸稳定性好等一系列优异性能,但价格昂贵,目前主要用于航天领域,作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件;此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。 3.铝基复合材料的基本成分 铝及其合金都适于作金属基复合材料的基体，铝基复合材料的增强物可以是连续的纤维，也可以是短纤维，也可以是从球形到不规则形状的颗粒。目前铝基复合材料增强颗粒材料有SiC、AL2O3、BN等，金属间化合物如Ni-Al，Fe-Al和Ti-Al也被用工作增强颗粒。 4.铝基复合材料特点 在众多金属基复合材料中，铝基复合材料发展最快且成为当前该类材料发展和研究的主流，这是因为铝基复合材料具有密度低、基体合金选择范围广、热处理性好、制备工艺灵活等许多优点。另外，铝和铝合金与许多增强相都有良好的接触性能，如连续状硼、AL2O3\ 、
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铝基复合材料的研究发展现状与发展前景摘要：铝基复合材料具有很高的比强度、比模量和较低的热膨胀系数，兼具结构材料和功能材料的特点。介绍了铝基复合材料的分类、制造工艺、性能及应用等几个方面，最后对铝基复合材料的研究状况及其发展趋势。做了简单的介绍。 关键词：铝基复合材料，制造工艺，性能，应用 Abstract:Aluminum matrix composite was in capacity of structure materials and function materials for its high specific strength and high specific modulus and low coefficient of thermal expansion.The classification of aluminum matrix composite were introduced and the preparation process、properties and application of aluminum matrix composite was expounded,and then the domestic research status and future development trends of the composite were summed up. Key words:aluminum matrix composites，preparation process，properties，application. 1.发展历史 1.1概述 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相固体材料。根据基体材料不同，复合材料包括三类:聚合物基复合材料(PMC)、金属基复合材料(MMC)和陶瓷基复合材料(CMC)[1]。金属基复合材料在20世纪60年代末才有较快的发展，是复合材料的一个新分支，其以高比强、高比模和耐磨蚀等优异的综合性能，在航空、航天、先进武器系统和汽车等领域有广泛的应用，已成为国内外十分重视发展的先进复合材料。 在金属基复合材料中，铝基复合材料具有密度低、基体合金选择范围广、可热处理性好、制备工艺灵活、比基体更高的比强度、比模量和低的热膨胀系数，尤其是弥散增强的铝基复合材料，不仅具有各向同性特征，而且具有可加工性和价格低廉的优点，更加引起人们的注意[2]。铝基复合材料具有很大的应用潜力，并且已有部分铝基复合材料成功地进入了商业化生产阶段。 铝基复合材料是以金属铝及其合金为基体，以金属或非金属颗粒、晶须或纤维为增强相的非均质混合物。按照增强体的不同，铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高，尺寸稳定性好等一系列优异性能，但价格昂贵，目前主要用于航天领域，作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件；此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等[3]。 然而不管增强物的类型和形状尺寸如何，大多数铝基复台材料具有以优点： ①重量轻、比强度、比刚度高。 ②具有高的剪切强度。 ③热膨胀系数低，热稳定性高，并有良好的导热性和导电性。 ④具有卓越的抗磨耐磨性。 ⑤能耐有机液体，如燃料和溶剂的侵蚀。 ⑥可用常规工艺和设备进行成型和处理。 1.2分类
闭孔泡沫铝材料的声学性能研究及应用泡沫铝材料是一种金属基体(母体)内随机分布着孔洞(第二相)的新型材料,结合了连续相铝的金属特点和分散相气孔的特性。在噪声污染对人们生活影响日益严重的今天,泡沫铝在吸声、隔声、减振方面的应用越来越受到重视。 本文重点研究了闭孔泡沫铝吸声系数随孔隙率、厚度、打孔率、背后加置空气层厚度变化的规律；同测试条件下,比较分析了闭孔泡沫铝材料与一些常见吸声材料的吸声效果,并对闭孔泡沫铝的应用进行了研究。使用驻波管法进行吸声系数测试,从闭孔泡沫铝孔隙率、厚度、穿孔率、背后空腔深度等方面对闭孔泡沫铝的吸声特性进行了详细的测试、分析,结果表明：闭孔泡沫铝的吸声系数随着声频的增加先增加后减小,闭孔泡沫铝吸声系数为其孔隙率的增函数；闭孔泡沫铝吸声系数与厚度的关系为：当厚度L<L0(临界厚度)时,吸声系数为厚度的增函数,当厚度L>L0时,吸声系数为厚度的减函数,增加闭孔泡沫铝厚度,低频区吸声系数有所增加,高频区吸声系数有所下降,对闭孔泡沫铝整体吸声性能影响不大,但最高吸声系数峰值向低频迁移；经打孔后闭孔泡沫铝吸声系数有了明显的提高,随着打孔率的增加,最高吸声系数先增加后减小,吸声峰值向高频偏移。 随着打孔后闭孔泡沫铝背后空腔深度的不断增加,低频吸声系数逐渐增加,高频吸声系数逐渐降低,最高吸声系数略有上升,最高吸声系数表现出向低频迁移的趋势。使用驻波管法测试了开孔泡沫铝板、背后加玻璃棉的打孔铝板、背后加玻璃棉的打孔塑料板、背后加玻璃棉的打孔水泥板、背后加玻璃棉的开缝塑料板、背后加空腔的打孔闭孔泡沫铝板的吸声系数,并进行平行比较,结果表明：除开孔泡沫铝板外均具有较高的吸收峰值,但峰值出现的频段不同,打孔闭孔泡沫
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。 4、制作高速列车地板 高速列车用泡沫铝地板用1mm铝板、25——30mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成，泡沫铝密度为0.5g/cm³左右。隔音20分贝以上，震动减少一个数量级，防火、耐腐蚀、抗弯强度达到20Mpa左右，不塌陷，使用寿命长达30年以上。 5、制作列车车门夹心 采用泡沫铝板作车门夹心材料，具有优良的隔音、隔震、隔热功能，承受力的载荷时，各向同性。 6、制作车厢内衬 地铁车厢采用20mm厚泡沫铝内衬，可以降低噪声20分贝以上。大线列车、高速列车、城铁列车的车厢侧衬采用20mm泡沫铝板、20mm聚氨脂泡沫复合板，具有优良的隔热和隔音双重能力。 7、制作客车厢间隔墙 采用泡沫铝板制作客车间隔墙，隔音隔振功能好，各方向强度一致、强度好，不产生鸟鸣声音。 8、制作电器柜 用泡沫铝夹芯板（0.5mm铝板、5——10mm泡沫铝板、0.5mm铝板）制作发电机、电动机、变频器、中央空调等产生噪音和电磁波设备的电器柜，可以降低噪声20分贝以上，屏蔽电磁波90分贝以上。 9、制作地铁隧道通风口消声器
铝基复合材料的发展现状与研究 摘要：随着现代生产技术的发展，对材料的性能要求越来越高，目前，铝基复合材料由于其优良的性能已经成为现时研究的热点。阐述了铝基复合材料的基本性能及应用情况，总结了近几年关于铝基复合材料的主要研究成果与发展趋势。 关键词：铝基复合材料,材料性能,研究成果,趋势 Development and progress of aluminium matrix composites Tang nong-j Abstract:With the development of modern manufacturing technology, The material performance requirements more and more high,The development of aluminum matrix composite materials was reviewed with their properties. Espectively in accordance with the classes to which they belong. The fundamental property and application field of aluminum matrix composite were briefly introduced. The main research achievements and development were summarized in recent years. Meanwhile, the outlook of its development was put forward. Key words:aluminium matrix composites,material properties,research findings,trend
收稿日期:2003207221 作者简介:李凤平(1956-),男,副教授,从事产品造型设计。 金属基复合材料的发展与研究现状 李凤平 (辽宁工程技术大学机械学院,辽宁阜新 123000) 摘要: 本文对金属基复合材料的分类、制造方法进行了综述,阐述了国内外研究现状,提出了在重金属基复合材料的研究中存在的问题,探讨了重金属基复合材料的研究方向。 关键词: 金属基复合材料;制造方法;分类;研究现状;研究方向 中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2004)01-0048 近20年来,伴随航空航天工业和宇宙空间技术及民用行业技术的进步,金属基复合材料获得惊人的发展。在航天、机器人、核反应堆等高技术领域,镁基、铝基、钛基等轻质复合材料起到了支撑作用[1],SiC 晶须增强的铝基复合材料薄板将用于先进战斗机的蒙皮和机尾的加强筋,钨纤维增强高温合金基复合材料可用于飞机发动机部件,石墨/铝、石墨/镁复合材料具有很高的比刚度和抗热变形性,是卫星和宇宙飞行器用的良好的结构材料。美国航天航空局采用石墨/铝复合材料作为航天飞机中部长20m 的货舱架。此外,金属基复合材料还可以用于光学与精密仪器,美国把金属基复合材料高性能反光镜用于红外探测系统,航天激光系统及超轻量太空望远镜,通过改变SiC 强化颗粒占铝基合金的比例,能使反光镀层的热膨胀系数与复合材料相同,有助于提高跟踪和命中率。 在民用工业中,复合材料的应用领域十分广阔。以碳氮化物或金属间化合物颗粒为强化剂的钢基复合材料,能明显提高强度、韧性、耐磨、耐蚀和切削性能。美国在各类合金钢中用适当工艺加入TiC ,称之为TiC 2铁基复合材料,前苏联称这类复合材料为碳化物钢。这类材料的特点是重量轻、尺寸稳定、硬度高、摩擦系数小。根据不同基钢,可使复合材料具有耐蚀、耐磨、耐热性能,也可做成无磁材料。尤其是工具、模具钢、高温合金、夹具和耐磨件,采用这类复合材料能有效提高寿命和性能,日本和前苏联将用粉末冶金制取得这类材料称为新型硬质合金。用Al 2O 3或SiC 晶须或纤维强化的复合材料,由于耐 高温和高强度,可用于发动机和泵的叶轮,也可加工成模具。如果工程机械用刮板及铲斗和冶金行业用磨损件由普通耐磨钢改为陶瓷复合材料,则可明显 提高材料使用寿命。在汽车制造行业中,20～60% 的零件可以用碳纤维复合材料制造,一般可减重40～80%[1]。氧化铝增强铝合金已成功地制成镶圈,用于活塞环槽及顶部,以代替含镍奥氏体铸铁,不仅耐磨性相当,而且还可以减轻重量,简化工艺和降低成本。另外,发动机钢套、连杆、连销、刹车盘等也在使用金属基复合材料制造,如果能打开市场,将会有较大的产量。其他方面,如运动器材、自行车架、各种型材以及装甲车履带、轻质防弹装甲车等也初步应用复合材料。 1 金属基复合材料的分类 金属基复合材料可分为宏观组合型和微观强化型两大类[2]。宏观组合型指其组分能用肉眼识别和具备两组分性能的材料(如双金属、包履板等);微观强化型指其组分需用显微镜才能分辨的以提高强度为主要目的的材料。根据复合材料基体可划分为铝基、镁基、钢基、铁基及铝合金基复合材料等。按增强相形态的不同可划分为颗粒增强金属复合材料、晶须或短纤维增强金属基复合材料及连续纤维增强金属基复合材料。颗粒增强金属基复合材料是利用颗粒自身的强度,基体起着把颗粒组合在一起的作 用,颗粒平均直径在1 μm 以上,强化相的容积比(Vf )可达90%[4]。纤维增强金属基复合材料是利用无机纤维(或晶须)及金属细线等增强金属得到轻 而强的材料,纤维直径从3 μm 到150μm (晶须直径小于1 μm ),纵横比(长度/直径)在102以上。2 金属基复合材料的制备方法 金属基复合材料的复合工艺相对比较复杂和困难。这是由于金属熔点较高,需要在高温下操作;同时不少金属对增强体表面润湿性很差,甚至不润湿,加上金属在高温下很活泼,易与多种增强体发生反 FRP/CM 2004.No.1
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。 静态压缩时速度慢，孔壁破裂后，闭孔内部的氢气就会慢慢释放出来，因此气体在压缩过程中忽略不计。但动态压缩时压缩速度很快，压缩闭孔泡沫铝的过程不单是孔壁和孔棱消耗外力所做的功，孔内的氢气也会引起一个附加强度的增量，由孔壁和孔棱坍塌造成的应力下降会得到一定的补偿，因此动态压缩比静态压缩时应力-应变曲线光滑。 Al基闭孔泡沫铝压缩曲线非常光滑，形变过程非常平稳，显示出典型的塑性泡沫材料特征。Al-6Si基闭孔泡沫铝压缩曲线有明显的起伏，显示出脆性材料的压缩特征，这是由于Al-6Si 基闭孔泡沫铝基体中含有大片状和长条状金相以及大量脆性相。 在铝合金中添加粉煤灰颗粒可以提高泡沫铝的压缩强度 添加短碳纤维可以显著提高泡沫铝的压缩强度 2.5泡沫铝材料的吸能性能
泡沫铝的性能研究及其在汽车制造业上的应用 摘要:池沫铝是一种新型多功能材料,具有独特的结构和许多优异的性能 ,其应用前景可观 ,应用范围日益扩大。介绍了泡沫铝的若干性能,并针对其性能特征较为详细地叙述了在汽车制造业上的应用前景,指出了池沫铝材料作为未来汽车材料的优越性。 关健词：池沫铝应用汽车制造业 中图号 引言泡沫金属由金属骨架及孔隙组成,泡沫铝是泡沫金属的一种,是以铝或铝合金为基体的多孔金属材料。它是一种功能和结构一体化的新型工程材料,具有缓冲减震吸能特性和其他优良的物理和化学性能。因此,目前在汽车工业、航天工业、建筑工业和铁路运输等领域都已获得了广泛的应用并且应用前景相当可观。 2 泡沫铝的性能研究 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）。 2.1 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。 2.2 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。由泡沫铝的抗压强度与其密度及压缩率之间的关系图可知,密度增加,抗压强度增加。 2.3 吸能特性 多孔结构材料可用作能量吸收材料。单位质量小、能量吸收能力大的材料就具有较大的作用。泡沫铝单位质量小、强度较高,因此泡沫铝具有很高的能量吸收能
超全面泡沫铝制备工艺汇总 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。其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，结构特点如： 性能特点包括：
泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。 因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。下面就泡沫铝的制备工艺做详尽介绍： 1、固态金属烧结法 用这种方法生产的泡沫铝多数具有通孔结构,这是由于大部分固相法通过烧结使铝颗粒互相联结,铝始终保持在固态。 1.1、粉末冶金发泡法
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。 粉末冶金发泡法工艺流程： 特点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛,有利于改善泡沫铝的力学性能;二是可以 直接制造形状复杂的部件。缺点是该方法工艺参数区间较窄,成本较高,制得的泡沫铝尺寸有限。 1.2、散粉烧结法 此方法多用于制备泡沫铜。由于铝粉表面具有的致密氧化膜将阻止颗粒烧结在一起,因此用散粉 烧结法制备泡沫铝相对困难。这时可以通过变形手段破坏氧化膜,使颗粒更易粘结在一起;或加 入镁、铜等元素在595~625摄氏度烧结时形成低共熔合金。 这种生产方法包括三个过程: 特点：优点是工艺简单、成本低,缺点是孔隙率不高、材料强度低。如果用纤维代替粉末烧结同样可制得多孔材料。 1.3、粉浆成型法 粉浆成型法是将金属铝粉、发泡剂(氢氟酸、氢氧化铝或正磷酸)、反应添加剂和有机载体组成悬浮液,将其搅拌成含有泡沫的状态,然后置入模具中加热焙烧,接着浆开始变粘,并随着产生 的气体开始膨胀,最终得到一定强度的泡沫铝。
铝基复合材料的研究发展现状与发展前景——颗粒增强铝基复合材料 课程名称：复合材料 学生：XX 学号：XXXXX 班级：XX 日期：20XX年X月X日
铝基复合材料的研究发展现状与发展前景 ——颗粒增强铝基复合材料 XX （刚理工大学，省市，650093） 摘要：介绍了颗粒增强铝基复合材料的发展历史、制备工艺、性能及应用，以碳化硅颗粒增强铝基复合材料为例指出了颗粒增强铝基复合材料这一行业存在的问题，并对这种材料的未来发展趋势做了预测。 关键词：颗粒增强铝基复合材料；历史；工艺；性能；应用；趋势 0.引言 近年来在金属基复合材料领域, 铝基复合材料(包括纤维增强和颗粒增强)的发展尤为迅速。这不仅因为它具有重量轻、比强度、比刚度高、剪切强度高、热膨胀系数低、良好的热稳定性和导热、导电性能, 以及良好的抗磨耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀等一系列优点, 而且因为在世界围有丰富的铝资源, 加之可用常规设备和工艺加工成型和处理, 因而制备和生产铝基复合材料比其他金属基复合材料更为经济, 易于推广和应用,因此, 这种材料在国外受到普遍重视。而其中的颗粒增强铝基复合材料解决了纤维增强铝基复合材料增强纤维制备成本昂贵的问题, 而且材料各向同性, 克服了制备过程中出现的诸如纤维损伤、微观组织不均匀、纤维与纤维相互接触、反应带过大等影响材料性能的许多缺点。所以颗粒增强铝基复合材料已成为当今世界金属基复合材料研究领域中的一个最为重要的热点, 并日益向工业规模化生产和应用的方向发展。 1.发展历史 金属基复合材料（复合材料）自60年代初期开始研究，现在已经取得了突破性的进展。初期研究的工作主要集中在连续纤维增强复合材料]1[,但由于连续长纤维本身的制造工艺复杂、价格昂贵，再加上纤维的预处理以及纤维增强复合材料制造工艺限制，使连续纤维增强复合材料成本极高，仅限用于要求极高性能的场合。 因此，进入80年代，研究重点转向了成本较低的SiC、Al 2O 3 等颗粒或晶须作为增 强材料的不连续增强复合材料，这种材料具有比刚度、比强度强，耐磨性、抗蠕变性好、热膨胀系数小等特点]2[，其比刚度超过了钢和钛合金，而价格不到钛合金的十分之一]3[，用以取代钢、钛等材料，对减轻产品结构重量，降低成本具有明显的经济效益，尤其是取代航空、航天飞行器中的合金钢、钛合金构件，更具有巨大的潜力。 20世纪70年代末，美国政府开始将复合材料列入武器研究清单，并对其研究成果限制发表。日本通产省在20世纪80年代初期开始实施的“下世纪产业基础技术”规划中，把发展铝基复合材料放在了主要位置，并在财力、物力上向有关院所、高校和公司倾斜。我国从20世纪80年代中期开始经过十几年的努力，在颗粒增强铝基复合材料的组织性能、复合材料界面等方面的研究工作已接近国际先进水平，铝基复合材料已列为国家“863”新型材料研究课题。
泡沫铝 科技名词定义 中文名称：泡沫铝 英文名称：foamed aluminum 定义：特指采用发泡法或电化学沉积法制备的具有很高孔隙率的铝或铝合金制品。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；有色金属材料（三级学科）； 铝及其合金（四级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。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。 目录 编辑本段简介 泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。泡沫铝的这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景，是很有开发前途的工程材料，特别是在交通运输工业，航天事业和建筑结构工业等方面。
泡沫铝材料图片 编辑本段性能特点 □轻质：密度为金属铝的0.1—0.4倍； □高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍； □高阻尼减震性能及冲击能量吸收率：阻尼性能为金属铝的5—10倍。孔隙率为84%的泡沫铝发生50%变型时，可吸收2.5MJ/M3C以上的能量。 □良好的声学功能：1、隔声性能（闭孔）：声波频率上800—4000HZ 之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上。2、吸声性能（微通孔和通孔）：声波频率在125---4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数最大可达0.8，其倍频程平均吸声系数超过0.4。 □优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6—18GHZ之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60—90dB。 □良好的热学性能：孔隙率为80---90%的闭孔泡沫铝导热系数为 0.3—1W/m#8226;k，相当于大理石。通孔泡沫铝由于其孔洞相互连通，在强制对流条件下具有良好的散热性。 □不燃烧且有较好的耐热性。□耐腐蚀性、耐候性好，低吸湿，不老化，无毒性。 □易加工：切割、钻孔、胶结方便；经模压可弯曲成所需形状；能用有机或无机漆进行表面处理；可以两面蒙皮，构成大尺寸的轻质、高刚度板。 □易安装：泡沫铝材料可以被安装在高处而无需机械起重设备，如：天花顶棚、墙壁和屋顶等，可以采用机械方法或直接用螺钉连接和固定，也可以用粘接剂粘贴在墙或天花板上。 □金属薄板——泡沫铝——金属薄板形成的“三明治”结构继承了泡沫铝的优异性能，并具有很高的抗弯强度，可用作新型建材、机车车辆的高刚度结构件等。 □上述性能的多功能兼容。
科研创新 姓名： quanmuyi 学号： 00000000 学院：材料科学与工程 专业：材料成型及控制 科研题目：泡沫铝及夹层板制备研究 指导教师： 二O一一年三月徐州 1．泡沫铝 1.1泡沫铝概述
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征，是一种多空隙低密度的新型多功能材料。它具有密度小、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、可进行表面涂装等特点。因此，应用领域十分广泛。 早在 1948年美国人 Sosnik就提出了用汞在铝中气化发泡制备泡沫铝的方法 ,随后 Ellist于 1951年成功地制备出泡沫铝。20世纪 60年代美国 Ethyl 公司成为研制泡沫铝的科研中心基地。但由于发泡工艺与泡的尺寸很难控制，一直没有得到发展。直到20世纪80年代中期以后，才取得长足进展，开发出一些有工业价值的工艺：1991年 ,日本九州工业金属研究所开发出泡沫铝工业化生产工艺。1999年 ,第一届世界泡沫金属学会议在德国不来梅顺利召开 ,重点是关于泡沫铝的制造和应用。随后 ,世界泡沫金属学术会每隔两年召开一次 ,泡沫金属已发展成为一门重要的学科和技术领域[1]。目前 ,在泡沫铝研究方面加拿大、美国和日本处于世界领先地位其中日本的研究进展速度最快 ,不仅将泡沫铝投入了生产并进入了实际应用阶段。国内自 80年代中期开始进行泡沫金属材料的研究 ,经过20多年的探索和研究 ,东南大学、东北大学、中国科学院、北京科技大学、昆明理工大学等多家机构都先后做过许多研究。在泡沫金属制备方面 ,国内对发泡法和渗流法研究得较多且基本赶上国外发达国家水平 ,只是对连续生产方法的研究还属空白 ,仍然有待开发 ,从而扩大泡沫金属的实际应用。 由于泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性能等，被认为是一类很有开发前途的工程材料，有着广泛的应用前景，特别在在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。 最常用的泡沫铝合金是纯铝、2×××系列合金及6×××合金。铝-硅系铸造合金因其熔点低与良好的成型性能，也可用于制造泡沫材料。目前，世界各国已研制开发出多种制造泡沫铝的方法和加工工艺，生产出了不同的规格品种和用途的泡沫铝材，已取得可喜成果，正在向产业化生产方向发展。 1.2泡沫铝的特性及其应用 1.2.1泡沫铝的主要特性[2] 由于制备工艺的不同,从结构看泡沫铝可分为闭孔结构的泡沫铝和开孔结构的泡沫铝。前者含有大量独立存在的气泡,而后者则是连续贯通的三维孔结构。泡沫铝的性能主要取决于分布在三维骨架间的孔隙特征, 即孔的形态和分布,包括孔的类型、孔的形状、孔的分布、孔的结构。结构不同导致的性能差异,使其具有不同的用途。在冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域得到了和将要得到广泛应用。与传统的金属铝相比,泡沫铝具有如下特征： （1)密度小[3] 泡沫铝是一种轻质功能材料。泡沫铝密度通常为180- 480 kg/ m3,约为铝密度的1/ 10、钛密度的1/ 20、钢密度的1/ 30及木材密度的1/ 3。一般建筑材料采用密度为200- 300 kg/ m3的泡沫铝材, 而用做消声材料时则用密度为320- 420 kg / m3的材料。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% ,其尺寸从几个微米到几十个毫米。一般规律是孔隙率越大,泡沫铝的密度越小。
铝基复合材料的研究进展（或现状） 姓名：苑光昊 摘要：本文介绍了铝基复合材料的设计与制备、性能、应用，重点讲述了国内外的研究现状和发展趋势。 关键词：设计与制备性能应用研究现状及发展 复合材料是应现代科学发展需求而涌现出具有强大生命力的材料，在金属基复合材料中表现尤为明显。金属基复合材料有铝基、镍基、镁基、抬基、铁基复合材料等多种，其中铝基复合材料发展最快而成为主流。本文主要对国内外铝及复合材料的研究现状进行简要评述，主要包括材料的设计与制备、界面、性能、应用等方面。 一、铝基复合材料的设计与制备 1基体材料的选择 铝基复合材料的基体可以是纯铝也可以是铝合金，其中采用铝合金居多。工业上常采用的铝合金基体有Al-Mg、Al-Si、Al-Cu、Al-Li 和Al-Fe等。如希望减轻构件质量并提高刚度，可以采用Al-Li合金做基体【1】；用高温的零部件则采用Al-Fe合金做基体【2】；经过处理后的Al-Cu合金强度高、且有非常好的塑性、韧性和抗蚀性、易焊接、易加工，可考虑作这些要求高的基体【3】。材料的使用要求是选用基体金属材料的首要条件，如要求材料具有良好的耐磨性、耐热性及低的膨胀系数时（活塞材料），选择基体为Al-Si合金；为进一步减轻零部件的重量，可考虑选用Al-Li合金作为基体；为了提高材料的高性能，可选用Al-Fe系合金。 2铝基复合材料增强体选择 针对材料的具体应用，增强体首先具有明显提高金属基体应具备的特殊性能，如作为结构材料时，增强体应具有高强度、高弹性模量、低密度等性能。而作为耐磨材料时，硬度、耐磨性是主要选择依据。由于金属基体有良好的浸润性可保证增强体与基体金属良好复合和均匀分布 B、Al2O3、Si、和C纤维等是最早的纤维材料，该材料的性能优异，但高昂的成本限制了它们的广泛发展及应用。但在航空及军事等方面有研究应用潜力。
Material Sciences 材料科学, 2019, 9(8), 803-812 Published Online August 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/224200831.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/224200831.html,/10.12677/ms.2019.98100 Research Progress on Graphene Reinforced Aluminum-Based Composites Jiangyu Li1, Shourong Zhao2, Wei Zhang1,2, Yunlai Deng2, Keda Jiang2 1Guangxi Liuzhou Yinhai Aluminum Co., Ltd., Liuzhou Guangxi 2Light Alloy Research Institute, Central South University, Changsha Hunan Received: July 29th, 2019; accepted: August 13th, 2019; published: August 20th, 2019 Abstract Graphene possesses excellent mechanical properties, high thermal conductivity and low density. It is recognized as an ideal reinforcing material for metal matrix composites (MMC). In this paper, the preparation methods of graphene reinforced aluminum matrix composites are reviewed, the research status of powder metallurgy, stir casting process and other methods is summarized. Casting process effects of different preparation methods on the microstructure and properties of graphene reinforced aluminum matrix composites were discussed. Its application prospect is also predicted at last. Keywords Grapheme, Aluminum-Based Composites, Manufacturing Methods, Properties 石墨烯增强铝基复合材料的研究进展 李江宇1，赵寿荣2，张伟1,2，邓运来2，姜科达2 1广西柳州银海铝业股份有限公司，广西柳州 2中南大学轻合金研究院，湖南长沙 收稿日期：2019年7月29日；录用日期：2019年8月13日；发布日期：2019年8月20日 摘要 石墨烯具有优异的力学性能、高导热系数和低密度，被公认为金属基复合材料(MMC)的理想增强材料。 本文综述了石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，归纳了粉末冶金法、搅拌鋳造法及其他多种方法的研