泡沫铝应用简介 PPT

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。

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。

泡沫铝产品的性能优势及其在各领域的应用前景分析——泡沫铝优势主要集中在其优良的性能，如：1）超轻性。

密度为0.2~0.4g/cm3，约为铝密度的1/10，钛密度的1/20，钢密度的1/30，钢密度的1/30，以及木材密度的1/3。

2）吸音性。

泡沫铝可以通过气孔壁的振动来吸收声音的能量，用来消声。

去除噪声。

3）耐热性。

具有较高的耐热性，一般铝合金的溶解温度在560•700℃左右，单泡沫铝即使加热到1400℃也不溶解，而且在高温下不释放有害气体。

4）电磁波屏蔽性。

泡沫铝对高频电磁波有良好的屏蔽左右，能够使电磁干扰降低80%以上；等等。

——泡沫铝材料有着上述各种优良性能，因此，在汽车装备、航空航天、建筑行业及环境保护等领域中常用作减震消声、电磁波屏蔽材料、阻燃和热交换材料、过滤材料等等，具有非常好的应用前景。

泡沫铝材料的应用一方面是作为结构材料，另一方面是作为功能材料。

泡沫铝主要应用领域及其用途资料来源：CNKI——公路、铁路声屏障应用领域随着科学技术的快速发展，城市车流量的不断增加，公路、铁路边的噪声已经干扰了人们的正常生活。

而传统的隔声屏障（玻璃纤维、岩棉和矿棉）在道路上经日晒雨淋造成老化，空气中的灰尘易造成孔隙的堵塞，逐步失去了吸音功能，同时粉尘飞散对大气环境造成了二次污染。

目前作为新型的环保无纤维吸声材料，发泡铝在日本、韩国、美国和加拿大等国家被广泛地运用于道路两边的隔声屏障。

其吸声隔声效果非常显著，且不受雨天和日晒的影响。

——军事应用领域发泡铝具有优异的力学性能，能有效吸收缓冲冲击力，可复合成高密度防爆钢板，也可作为防火防爆门的填充材料、防爆基材，被广泛应用在防爆缓冲领域。

如：军事方舱、装甲车、坦克、潜艇、军事基地等。

当外部发生爆炸时，发泡铝优良的耐冲击性能可以吸收第一次冲击波，从而使设施内部的冲击最小化，降低爆炸压力，使人员伤亡最小化。

与 200 毫米厚的钢门相比，发泡铝夹芯钢板，重量只有原来的 1/5，强度却增加了 10 倍，具有优良的防爆功能。

泡沫铝产品的性能优势及其在各领域的应用前景分析泡沫铝是一种由金属铝具有开放多孔结构的材料，具有诸多独特的性能优势以及广泛的应用前景。

下面将对泡沫铝产品的性能优势以及在各个领域的应用进行分析。

首先，泡沫铝具有很高的强度和刚度。

泡沫铝的多孔结构使得其具有轻量化的特点，但同时也保持了良好的强度和刚度。

相比于普通铝材料，泡沫铝的抗弯强度和抗压强度都更高，可以承受更大的荷载。

这一特点使得泡沫铝广泛应用于需要同时具备轻量化和高强度的领域，例如航空航天、汽车制造等。

其次，泡沫铝具有优异的隔热性能。

泡沫铝的多孔结构形成了大量的封闭气孔，这些气孔具有良好的隔热性能，可以有效地隔离高温或低温。

因此，泡沫铝被广泛应用于隔热材料领域，例如建筑、冰箱制造等。

同时，泡沫铝具有良好的防火性能，不易燃烧，可以有效地减缓火势传播。

另外，泡沫铝具有良好的声学性能。

泡沫铝的多孔结构可以吸收和减弱声音、噪音的传播，具有良好的吸音和隔音效果。

因此，泡沫铝被广泛应用于噪音控制领域，例如电子设备、机械设备等。

同时，泡沫铝也可以作为振动控制材料，具有减震效果。

此外，泡沫铝还具有良好的导热性能。

泡沫铝的导热系数较低，可以有效地减少热量传导。

这一特点使得泡沫铝被广泛应用于热传导控制领域，例如制冷设备、热交换器等。

综上所述，泡沫铝具有强度高、轻量化、隔热性好、防火性能佳、声学性能良好以及导热性能优异等诸多性能优势。

因此，泡沫铝在各个领域都有广阔的应用前景。

以下将对泡沫铝在一些常见领域的具体应用进行介绍。

在航空航天领域，泡沫铝可以作为航空器件的结构材料，由于其重量轻、强度高、隔热性好的特点，可以有效地提高航空器的性能。

在汽车制造领域，泡沫铝可以用于制造汽车部件，例如车身结构件和车身面板。

泡沫铝的轻量化特点可以降低车辆重量，提高燃油经济性和驾驶性能。

在建筑领域，泡沫铝可以用作建筑材料，例如隔热板和隔音板。

泡沫铝的隔热性能和隔音性能可以提高建筑物的能源效率和舒适性。

第39卷第1期2021年2月Vol.39,No.1February2021粉末冶金技术Powder Metallurgy Technology泡沫铝材料的研究与应用张红英12)区,欧阳八生2),朱国军3)1)湖南财经工业职业技术学院机电工程系，衡阳4210022)南华大学机械工程学院，衡阳4210013)长沙航空职业技术学院航空机械制造学院，长沙410124冈通信作者,E-mail:***********************摘要泡沫金属具有实体金属不具备的热、声、轻质、能量吸收等优异性能，成为一种新型结构功能材料。

被誉为“金属明星”的多孔泡沫铝材料是目前研究最为热门、最具应用潜力的泡沫金属，具有密度小、耐高温、抗腐蚀、不易燃、耐候性好、导热率低、电磁屏蔽强、吸能降噪等优异性能，被广泛应用在汽车工业、航空航天、建筑工业等工程领域。

本文综述了泡沫铝材料的结构特征与物理性能，总结了泡沫铝的制备方法、工艺原理及其特点。

关键词泡沫铝；多孔材料；物理性能，制备工艺，应用分类号TG146.23Research and application of aluminum foam materialsZHANG Hong-yin尹也,OUYANG Ba-sheng},ZHU Guo-ju^1)Department of M echanical and Electrical Engineering,Hunan Financial and Industrial Vocational Technical College,Hengyang421002,China2)College of Mechanical Engineering,University of S outh China,Hengyang421001,China3)Institute of A eronautical machinery manufacturing,Changsha A eronautical Vocational and Technical College,Changsha410124,China^Corresponding author,E-mail:***********************ABSTRACT The foamed metals have become the new structural functional materials with the excellent properties of heat,sound, light weight,and energy absorption.Known as the"metal star5',the porous aluminum foam is the most popular foam metals with the most potential application,showing the excellent perfonnance as low density,high temperature resistance,good corrosion resistance, non-flammable,good weather resistance,low thermal conductivity,high electromagnetic shielding,high energy absorption,and good noise reduction,which is widely used in the automobile industry,the aeronautics and astronautics industry,and the construction industry.In this paper,the structural characteristics and physical properties of the aluminum foams are reviewed,and the preparation, process principle,and characteristics of the aluminum foams are summarized.KEYWORDS aluminum foam;porous materials;physical properties;preparation technology;application收稿日期：2019-06-08基金项目：湖南省科技厅自然科学基金资助项目(2017JJ5005)；湖南财工院教研项目资助项目(JYJGXM2016050)；湖南省教育厅紧缺专业教师技术技能传承创新研究资助项目(18C1084)DOI：10.19591/l l-1974/tf.2019060001；・70・粉末冶金技术2021年2月泡沫金属材料兼具金属材料和多孔材料的特 性，是一种新型结构功能一体化材料，具有孔隙率高、密度小、质量轻、强度高、压缩性好等一系列 优良性能⑴。

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。

膈聿膁羇螀羂肁泡沫铝的制备方法、性能及应用袁薅薅袀蒀芁螆摘要: 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。

本文概述了泡沫铝的各种制备方法、性能及应用。

结果表明：根据制备过程中铝的状态可以将制备方法分为三类: 液相法、固相法、电沉积法；泡沫铝的性能研究方面主要研究了物理性能、力学性能、吸能特性、阻尼性能、吸声性能；泡沫铝主要应用为建筑材料、装饰材料、防音材料、抗振材料、型材及汽车制造业。

国外对该领域的研究已相当深人、系统,与国外相比, 我国对泡沫铝材料的研究起步较晚,研究尚处于实验范围内, 所以, 我国今后还应进一步加强泡沫铝材料的研究。

螅莆聿节蚅薈莈关健词：池沫铝；制备方法；性能；应用；较晚袄艿衿袅肅蒇蚂中图分类号：TG146.2荿蚁羄袇蚇芀羅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。

泡沫铝的制备方法腿膄蒅袇肂肄蚆1莄芇肆薀芄膄蕿制备泡沫铝的方法有多种, 根据制备过程中铝的状态可以分为三大类:液相法、固相法、电沉积法。

液相法螄膆莁蒄肅螈羁1.1蚀罿薄袇袈螂薄通过液态铝产生泡沫结构, 可在铝液中直接发泡, 也可用高分子泡沫或紧密堆积的造孔剂铸造来得到多孔材料。

螁螃莅肈莀蚃薆在铝液中直接产生气泡可得到泡沫铝。

通常, 气泡由于浮力而快速上升到铝液表面, 但可以加入一些细小的陶瓷颗粒增加铝液粘度阻止气泡的上升。

当前,熔体发泡主要有两种方法:直接从外部向铝液中注入气体; 在铝液中加入发泡剂。

羃膇芈膂袃膄螀(1) 直接注气法各种泡沫铝合金都可用此法生产, 包括铸造铝合金A359,锻造合金1061、3003、6061等。

为了增加铝液粘度,需要加入碳化硅、氧化铝等颗粒。

知识｜泡沫铝材料与工艺介绍1泡沫铝是同时兼有金属和气泡特征的新型轻质功能-结构一体化材料，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，如：(1)轻质：密度仅为金属铝的10%～40%；(2)高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍；(3)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；(4)良好的隔声性能（闭孔）和吸声性能（通孔）：声波频率在800～4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上；声波频率在125～4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数可达0.8；（1）泡沫铝板材（2）泡沫铝夹芯板(5)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；(6)导热系数低，闭孔泡沫铝导热系数相当于大理石；而通孔泡沫铝则具有良好的散热性。

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。

鉴于泡沫铝的优良性质，泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。

泡沫铝吸声装饰天花板23（1）吸声、隔声材料：泡沫铝可用于城市轻轨、高架公路、地下隧道、机械设备的噪声治理及声学室、多功能厅和其他室内声响效果的改善。

（2）结构用材：泡沫铝“三明治”结构，具有质轻，高刚度的特征，可作为优异的结构材料。

如：用作汽车的结构件时，重量只有钢结构的一半，而刚度则提高10倍，据报道大约有20%的汽车结构件可采用这种结构。

（3）新型建筑材料：泡沫铝是一种新型建筑及装潢材料，它具有质轻、高比刚度、美观、不燃烧等优点，并兼有吸音、隔热、电磁屏蔽等特性。

因此泡沫铝可广泛应用于商场、宾馆、体育馆等场馆的建筑装潢。

（4）保温材料：因其导热系数低，同时具有质轻、高比刚度、不燃烧等优点，可用作隔热、保温、保冷材料等。

（5）冲击能量吸收材料：因其具有优良的冲击能量吸收性能，可用作汽车防冲档、机械装置的保护外壳，升降机的安全垫、飞机外壳夹层（冲缓爆炸冲击波）和太空飞行器的防护层（可捕捉太空碎片）等。