推动泡沫铝作为结构材料的应用研究

泡沫铝是一种由铝或铝合金[ 有色商机:ADC12 ]基体与气孔复合而成的新型轻质功能-结构一体化材料,它的这种特殊的结构决定了其轻质性、高孔隙率、高比表面积等特点,由此获得许多致密金属所不具有的优良特性,如很强的能量吸收性、抗冲击性、高比强度、电磁屏蔽、吸声性能、高阻尼性、低热导率、低电导率等。泡沫铝的性能主要取决于孔隙率、孔径、通孔率、孔结构类型、比表面积等孔结构参数及金属基体。

　　与致密金属材料相比,泡沫铝既可作为功能材料应用,也可作为结构材料应用,而通常情况下它兼有功能和结构双重作用,而且经久耐用,易于回收再利用,使其在工业、军事、航空航天及建筑等领域具有巨大的应用前景。

　　作为结构材料的应用,由于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而成为较理想的轻质复合夹层板或夹芯管的填充材料.泡沫铝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得到大幅度提高。与传统蜂窝夹层材料相比,泡沫铝夹层材料的性能更高、成形性更好,并克服了蜂窝夹层材料各向异性的缺点。采用泡沫铝夹层材料替代昂贵的蜂窝夹层材料,可以在获得更高性能的同时大幅度降低成本。已有文献报道,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10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,为汽车工业的发展创造更加有利的条件。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,例如现代化电梯高频高速的加速和减速,特别需要同时具备吸能和承载特性的轻质泡沫金属材料来降低能耗。

　　泡沫铝除了具有以上特殊性能外,还具有耐腐蚀、耐潮湿及耐老化等优异的性能特点,因此泡沫铝除了适用于常规环境外,还可用于露天、高温、潮湿等恶劣环境。

　　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已相当成熟,并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,特别是在结构材料方面的应用目前还处于实验室研究阶段。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,努力促进其工业化生产及应用推广。