目前，寶馬、奔馳、豐田、現(xiàn)代等汽車(chē)公司都在開(kāi)發(fā)泡沫鋁材料轎車(chē)保險(xiǎn)杠，甚至一些公司已通過(guò)撞車(chē)實(shí)驗(yàn)。原因是泡沫鋁材料耐熱、阻燃，在受熱狀態(tài)下不會(huì)釋放有毒氣體，所以采用泡沫鋁材料來(lái)代替泡沫塑料或發(fā)泡樹(shù)脂材料，可以提高使用壽命，減少維修，同時(shí)也消除了傳統(tǒng)材料在車(chē)輛事故中產(chǎn)生的有害氣體，大大降低了交通事故中的損失和人員傷亡，同時(shí)也起到了環(huán)保作用。

    泡沫鋁材料的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、能量吸收和噪聲控制等優(yōu)越性能，使其在汽車(chē)與交通工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用空間。汽車(chē)日益向輕量化、低能耗、更安全舒適的方向發(fā)展，為此需采用密度低、綜合性能好、再生利用率高的材料。歐盟實(shí)行的光明歐洲計(jì)劃就是研究泡沫鋁材料在汽車(chē)上的應(yīng)用。采用泡沫鋁材料構(gòu)件，汽車(chē)構(gòu)架的剛度得到加強(qiáng)，可使構(gòu)架穩(wěn)定性提高30%。

    泡沫鋁的制備方法、性能及應(yīng)用

    摘要： 泡沫鋁是一種新型多功能材料，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和許多優(yōu)異的性能 ,其應(yīng)用前景可觀，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。本文概述了泡沫鋁的各種制備方法、性能及應(yīng)用。

    結(jié)果表明：根據(jù)制備過(guò)程中鋁的狀態(tài)可以將制備方法分為三類(lèi)：液相法、固相法、電沉積法；泡沫鋁的性能研究方面主要研究了物理性能、力學(xué)性能、吸能特性、阻尼性能、吸聲性能；泡沫鋁主要應(yīng)用為建筑材料、裝飾材料、防音材料、抗振材料、型材及汽車(chē)制造業(yè)。國(guó)外對(duì)該領(lǐng)域的研究已相當(dāng)深人、系統(tǒng)，與國(guó)外相比，我國(guó)對(duì)泡沫鋁材料的研究起步較晚，研究尚處于實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，所以，我國(guó)今后還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)泡沫鋁材料的研究。

    泡沫鋁是一種在金屬鋁基體中分布有無(wú)數(shù)氣泡的多孔質(zhì)材料。目前，日本與德國(guó)在研究、生產(chǎn)和應(yīng)用泡沫鋁與其他金屬泡沫方面居世界領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)泡沫鋁材的研究始于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，仍然處于起步階段，未形成生產(chǎn)力。

    一、泡沫鋁的制備方法

    制備泡沫鋁的方法有多種， 根據(jù)制備過(guò)程中鋁的狀態(tài)可以分為三大類(lèi)：液相法、 固相法、 電沉積法。

    1 液相法

    通過(guò)液態(tài)鋁產(chǎn)生泡沫結(jié)構(gòu)， 可在鋁液中直接發(fā)泡，也可用高分子泡沫或緊密堆積的造孔劑鑄造來(lái)得到多孔材料。

    1.1熔體發(fā)泡法

    在鋁液中直接產(chǎn)生氣泡可得到泡沫鋁。通常，氣泡由于浮力而快速上升到鋁液表面，但可以加入一些細(xì)小的陶瓷顆粒增加鋁液粘度阻止氣泡的上升。當(dāng)前，熔體發(fā)泡主要有兩種方法：直接從外部向鋁液中注入氣體；在鋁液中加入發(fā)泡劑。

    （1） 直接注氣法   各種泡沫鋁合金都可用此法生產(chǎn)， 包括鑄造鋁合金A359,鍛造合金 1061、3003、6061等。為了增加鋁液粘度，需要加入碳化硅、氧化鋁等顆粒。此方法的難點(diǎn)在于如何使顆粒被鋁液潤(rùn)濕并均勻分布在液體中， 顆粒的體積分?jǐn)?shù)通常為 10 % - 20 %, 顆粒尺寸為 5 - 20微米。然后把氣體 （空氣、氮?dú)狻鍤猓┩ㄈ脘X液中，同時(shí)對(duì)液體進(jìn)行攪拌使氣泡細(xì)小并均勻分布，這一步工藝的好壞將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。含有氣泡的鋁液將浮向液面，由于顆粒的存在，使液體中的氣泡相對(duì)穩(wěn)定。用轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶將表面半固態(tài)的泡沫拉出就得到泡沫鋁板。這種方法優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)生產(chǎn)，可獲得低密度、大體積的產(chǎn)品。缺點(diǎn)是要對(duì)泡沫板材進(jìn)行剪切，造成泡沫開(kāi)孔，同時(shí)由于顆粒的加入，使胞壁變脆，對(duì)力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。

    （2） 加發(fā)泡劑法   用發(fā)泡劑代替氣體注入亦可得到泡沫鋁。首先在680攝氏度的鋁液中加入金屬鈣， 對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)， 一般加入量為 1.5 % - 3.0 %（ w t），攪拌幾分鐘增加液體粘度，鈣的加入對(duì)鋁液粘度的影響。鈣也可用碳化硅等顆粒代替。粘度合適后，加入TH 2。在恒壓下， TH 2分解出 H2,液體膨脹泡沫化， 冷卻后即可得泡沫鋁。TH 2可被 ZrH 2等發(fā)泡劑代替。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可制得非常均勻的泡沫，并且氣孔平均尺寸和鋁液粘度以及泡沫鋁密度和粘度之間存在關(guān)系，使孔徑可控。

    1.2   固-氣共晶凝固法

    近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新方法，依據(jù)是在H2中一些金屬可形成共晶系統(tǒng)。在高壓H2下能獲得含氫的均勻鋁液，如果降低溫度通過(guò)定向凝固將發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變， H2在凝固區(qū)域內(nèi)含量增加，并且形成氣泡。因?yàn)轶w系壓力決定共晶組成， 所以外部壓力和氫含量必須協(xié)調(diào)好。最終孔的形狀主要取決于氫含量、鋁液外部壓力、凝固的方向和速率、金屬液的化學(xué)成分，通常沿凝固方向形成管狀孔， 孔直徑 10um -10mm, 長(zhǎng)度 100um -300mm。

    1.3   鑄造法

    （1） 熔模鑄造   熔模鑄造工藝：先準(zhǔn)備開(kāi)孔的高分子泡沫， 用耐熱材料填充高分子泡沫。耐熱材料可用莫來(lái)石、酚醛樹(shù)脂、碳酸鈣混合物或石膏等， 然后通過(guò)加熱除去高分子泡沫并將鋁液鑄入模型中來(lái)復(fù)原高分子泡沫的結(jié)構(gòu)，這一步可以采用加壓和加熱模型的方法使細(xì)小孔洞得到充分填充，最后用水溶等方法除去耐熱材料，即得到與原高分子泡沫相同結(jié)構(gòu)的泡沫鋁。此法的難點(diǎn)在于如何使鋁液充分填充到模型中， 以及如何在不破壞泡沫鋁結(jié)構(gòu)的同時(shí)除去耐熱模型。優(yōu)點(diǎn)是可制備多種泡沫金屬，并且可以得到開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)重復(fù)性好，有相對(duì)穩(wěn)定的密度。

    （2） 滲流鑄造   在無(wú)機(jī)或有機(jī)顆粒周?chē)T入鋁液可制得多孔鋁。無(wú)機(jī)材料可用蛭石、泥球、可溶性鹽等，有機(jī)材料可用高分子顆粒。采用這種方法時(shí)，造孔劑堆積密度要高，以保證顆粒之間互相接觸，以便將來(lái)除去，為了防止鋁液在鑄入時(shí)過(guò)早凝固，要將造孔劑預(yù)熱。由于鋁液具有大的表面張力，使得鋁液很難成功鑄入顆粒間隙中，所以可以先將造孔劑塊體抽真空， 然后加壓滲透。待鋁液凝固后，可用水溶法或熱解法除去造孔劑。此法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)控制造孔劑顆粒大小來(lái)控制孔徑大小， 缺點(diǎn)是最大孔隙率不超過(guò) 80%。

    2 固相法

    用鋁粉末代替液態(tài)鋁同樣可制得多孔材料。因?yàn)榇蟛糠止滔喾ㄍㄟ^(guò)燒結(jié)使鋁顆?；ハ嗦?lián)結(jié)，鋁始終保持在固態(tài)，所以此法生產(chǎn)的泡沫鋁多數(shù)具有通孔結(jié)構(gòu)。

    2.1   散粉燒結(jié)法

    這種生產(chǎn)方法包括三個(gè)過(guò)程： 粉末準(zhǔn)備， 粉末壓縮， 粉末燒結(jié)。此方法多用于制備泡沫銅。由于鋁粉表面具有的致密氧化膜將阻止顆粒燒結(jié)在一起，因此用散粉燒結(jié)法制備泡沫鋁相對(duì)困難。這時(shí)可以通過(guò)變形手段破壞氧化膜，使顆粒更易粘結(jié)在一起； 或加入鎂、 銅等元素在 595 ~ 625攝氏度燒結(jié)時(shí)形成低共熔合金。用散粉燒結(jié)制備的泡沫金屬優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、成本低， 缺點(diǎn)是孔隙率不高、材料強(qiáng)度低。如果用纖維代替粉末燒結(jié)同樣可制得多孔材料。

    2.2   粉漿燒結(jié)

    把金屬粉漿、發(fā)泡劑、活性添加劑混合后注入模子中逐漸升溫，在添加劑、發(fā)泡劑影響下，漿開(kāi)始變粘，并隨產(chǎn)生的氣體開(kāi)始膨脹。如果工藝參數(shù)控制得當(dāng)， 經(jīng)燒結(jié)后就可得到一定強(qiáng)度的泡沫金屬。對(duì)于鋁粉，可以用正磷酸加氫氧化鋁充當(dāng)發(fā)泡劑。該法存在的主要問(wèn)題是制得的泡沫材料強(qiáng)度不高并有裂紋。如果把粉漿直接灌入高分子泡沫中，通過(guò)升溫把高分子材料熱解，燒結(jié)后同樣可制得開(kāi)孔泡沫材料。

    2.3   填加造孔劑法

    Bram等人用高分子球、鎂顆粒、尿素作為造孔劑制備了多孔鈦。由于鋁表面致密的氧化層使顆粒之間在燒結(jié)時(shí)結(jié)合困難，所以用此法制備泡沫鋁并不多。由于鎂的加入可以有效消除氧化層的影響， 趙玉園等用類(lèi)似方法制得泡沫鋁， 稱為燒結(jié)溶解法。

    基本過(guò)程為：①將鋁粉、氯化鈉顆粒、少量鎂粉混合；

    ②將混合粉壓制成塊；

    ③對(duì)壓制的預(yù)制塊進(jìn)行燒結(jié)；

    ④燒結(jié)件在水中溶去氯化鈉。

    2.4   粉末冶金法

    由于此法的原料是金屬粉末， 所以有的文獻(xiàn)將其列入固相法。但此法實(shí)際的發(fā)泡階段是在液相， 因此也有文獻(xiàn)將其列入液相法。本文將其列入固相法討論。粉末冶金法自發(fā)明以來(lái)，備受人們關(guān)注，許多泡沫鋁性能的研究均用此法制備試樣，例如熱處理性能、壓縮性能等。首先把鋁粉、發(fā)泡劑混合后壓制成致密的預(yù)制塊， 預(yù)制塊中不能存在殘留氣孔或缺陷， 否則將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成很大影響。然后將預(yù)制塊放入爐中加熱，加熱至鋁熔點(diǎn)溫度附近，發(fā)泡劑開(kāi)始分解，釋放的氣體將使鋁預(yù)制塊膨脹，形成多孔結(jié)構(gòu)。發(fā)泡時(shí)間依據(jù)發(fā)泡溫度和預(yù)制塊大小而定，一般從幾秒鐘到幾分鐘。這種方法適于制備各種泡沫金屬，如純鋁和各種鑄造、鍛造鋁合金，以及錫、青銅、鉛等其它金屬。發(fā)泡劑一般用TH 2 等金屬氫化物，加入量通常<1 %。粉末冶金法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單， 并且可制備形狀復(fù)雜的金屬泡沫。缺點(diǎn)是TH 2等發(fā)泡劑價(jià)格昂貴。

    3 電沉積法

    電沉積法是以泡沫塑料為基底，經(jīng)導(dǎo)電化處理后，電沉積鋁制成。可通過(guò)浸涂導(dǎo)電膠、磁控濺射錫膜或化學(xué)鍍膜等方法使泡沫塑料導(dǎo)電。由于鋁的電極電位比氫還負(fù)，所以不可以采用鋁鹽水溶液電鍍，可采用烷基鋁鍍液。用電沉積法生產(chǎn)的泡沫鋁具有孔徑小，孔隙均勻，孔隙率高等特點(diǎn)，其隔熱性能和阻尼特性優(yōu)于鑄造法生產(chǎn)的泡沫鋁。

    二、泡沫鋁的性能研究

    泡沫鋁的性能主要取決于分布在三維骨架間的孔隙特征，即氣孔的形態(tài)和分布，包括孔的類(lèi)型 （通孔或閉孔）、孔的形狀、孔的分布、孔的結(jié)構(gòu)（孔徑、孔隙率、比重等）。

    1 物理性能

    泡沫鋁最明顯的特點(diǎn)就是重量輕、密度低，隨孔的變化而變化，比重僅為同體積鋁的0.1—0.6倍，但其牢固度卻比泡沫塑料高達(dá)4倍以上。泡沫鋁材料的導(dǎo)電性要比實(shí)心鋁材料小得多，相反電阻率就大得多，是電的不良導(dǎo)體。泡沫鋁的導(dǎo)熱性能比實(shí)心鋁小得多，約為實(shí)心鋁的 0.1—0.2 倍。另外，泡沫鋁還具有剛性大、不易燃、不易氧化、不易產(chǎn)生老化、耐候性好、回收再生性好等特點(diǎn)。

    對(duì)于承受彎曲負(fù)載的裝置，所用材料應(yīng)具有較高的比強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)泡沫鋁 和幾種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)材料（鋁 、鋼）的比強(qiáng)度值（泡沫鋁：鋁：鋼 =5: 2.5 :1）比較，可知泡沫鋁具有高比強(qiáng)度的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)研究表明，適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢蕴岣咂浔葟?qiáng)度。因此，泡沫鋁可用于承受較大的彎曲負(fù)載裝置中。

    2 力學(xué)性能

    同其他多孔材料一樣，泡沫鋁的彈性模量、剪切模量、彈性極限等均隨孔隙率的增大而呈指數(shù)函數(shù)下降。

    （1） 抗拉強(qiáng)度   泡沫鋁的抗拉強(qiáng)度很低，幾乎無(wú)延伸率，表現(xiàn)為半脆性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)孔徑大小對(duì)其拉伸性能有一定的影響。相對(duì)密度相同時(shí)，孔徑小的拉伸強(qiáng)度比孔徑大的高。

    （2） 抗壓強(qiáng)度   泡沫鋁的抗拉強(qiáng)度雖然很低，但它的抗壓強(qiáng)度卻較高。泡沫鋁壓縮應(yīng)力一應(yīng)變曲線可以分 3個(gè)區(qū)域：線彈性區(qū)、屈服平臺(tái)區(qū)、致密化區(qū)?？讖讲煌呐菽X的壓縮應(yīng)力一應(yīng)變曲線形狀基本相似，不同主要表現(xiàn)在塑性平臺(tái)的高度上，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，孔徑大小與塑性平臺(tái)的高度并不是某種簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是在某一孔徑下塑性平臺(tái)最高。由泡沫鋁的抗壓強(qiáng)度與其密度及壓縮率之間的關(guān)系圖可知，密度增加，抗壓強(qiáng)度增加。

    3 吸能特性

    多孔結(jié)構(gòu)材料可用作能量吸收材料。單位質(zhì)量小、能量吸收能力大的材料就具有較大的作用。泡沫鋁單位質(zhì)量小、強(qiáng)度較高，因此泡沫鋁具有很高的能量吸收能力。泡沫鋁在壓縮過(guò)程中，有高而寬的應(yīng)力平臺(tái)，可以在基本恒定的應(yīng)力下通過(guò)應(yīng)變來(lái)吸收能量。吸能能力由應(yīng)力應(yīng)變曲線下方的面積來(lái)求，因此屈服平臺(tái)高而寬時(shí)，吸能能力越大?？讖酱笮?duì)屈服平臺(tái)的高度有一定的影響，所以可以找到一個(gè)合適的孔徑，使屈服平臺(tái)較高來(lái)提高其吸能能力。另外，其吸能能力隨孔隙率呈非單調(diào)變化，在某一孔隙率下具有最大的吸能能力。

    4 阻尼性能

    材料的阻尼性能是指材料由于內(nèi)部的原因，將機(jī)械振動(dòng)能不可逆地轉(zhuǎn)化為熱能的本領(lǐng)。利用材料的這種本領(lǐng)，可減小所不希望的噪聲和振動(dòng)。根據(jù)Zener的經(jīng)典理論，提高金屬材料阻尼性能的重要途徑之一，就是設(shè)法使缺陷之間的交互作用達(dá)到最大，以獲得最大的線性阻尼，或?qū)⒘W(xué)放大機(jī)制引人材料，以獲得較高的非線性阻尼。多孔材料顯然符合高阻尼材料的組織特征，而且實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明孔洞的存在，可在某些非金屬或金屬材料的阻尼響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。

    泡沫鋁作為一種宏觀多孔材料，由金屬骨架和孔隙組成，組織極不均勻，應(yīng)變強(qiáng)烈滯后于應(yīng)力，壓縮應(yīng)力一應(yīng)變曲線中包含一個(gè)很長(zhǎng)的平穩(wěn)段，因而它是一種具有高能量吸收特征的輕質(zhì)高阻尼材料，在消聲減震等領(lǐng)域有著可觀的應(yīng)用前景。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：

    （1）孔徑一定時(shí)，泡沫鋁的內(nèi)耗隨孔隙率的增大而增大；

    （2）孔隙率一定時(shí)，泡沫鋁的內(nèi)耗隨孔徑的減小而增大；

    （3）泡沫鋁的內(nèi)耗與應(yīng)變振幅密切相關(guān)，隨振幅的增大而增大；

    （4）泡沫鋁的內(nèi)耗在低頻范圍內(nèi)與頻率的變化無(wú)顯著關(guān)系。

    在低阻尼的鋁中加人大量孔洞以后，可以顯著提高其阻尼本領(lǐng)。是由孔洞本身彈性模量近乎為零的軟質(zhì)性以及孔洞與基體之間形成的大量界面引起的。另外泡沫鋁內(nèi)部還存在其他大量微觀和宏觀的缺陷，泡沫鋁的阻尼機(jī)制是其缺陷的綜合效應(yīng)，缺陷阻尼是其主要的阻尼機(jī)制。

    5 吸聲性能

    泡沫鋁材料尤其是通孔泡沫鋁，當(dāng)聲音透過(guò)泡沫鋁時(shí)，由于聲波也是一種振動(dòng)，可以在材料內(nèi)部發(fā)生散射、干涉和漫反射，將聲音吸收在其氣孔中，使內(nèi)部骨架振動(dòng)，聲能部分轉(zhuǎn)化為熱能并且通過(guò)熱傳遞消耗掉，起到了吸聲的作用，因此，泡沫鋁具有良好的聲音吸收能力。吸聲性能用吸聲系數(shù)來(lái)衡量，吸聲系數(shù)越大則吸聲性能越好，泡沫鋁的吸聲性能主要取決于孔隙特征，通孔吸聲性能較好。孔越細(xì)小，吸聲性能越好。

    三、泡沫鋁的應(yīng)用

    建筑材料

    由于泡沫鋁的單位體積重量輕，防音防振、耐火不燃、保溫等性能，所以能用它來(lái)建造不承重的內(nèi)墻壁、間壁墻、門(mén)、天花板、外面的裝飾材料等。也能夠利用到任何要求氣密、通氣性能好的建筑中。要用來(lái)做表面裝飾時(shí)，也能做到泡沫塑料、大理石和其他裝飾材料的效界、在電子計(jì)算機(jī)室、理化試驗(yàn)室等的配線配管經(jīng)常變動(dòng)的情況下，適于建造所謂的移動(dòng)地板。對(duì)于這個(gè)目前用的是蜂窩結(jié)構(gòu)材料、壓鑄材料等，但可以用泡沫鋁代替。大型建筑物的外裝，在高層上是極力避免使用重量大的材料的，泡沫鋁正好適合這種需要。這不僅是重量輕，而且可使外表設(shè)計(jì) 自由。對(duì)強(qiáng)度有特殊要求時(shí)，可以利用加入鋼筋制做的泡沫鋁。

    裝飾材料

    泡沫鋁可以采用任意設(shè)計(jì)來(lái)做為建筑物內(nèi)外和其他的裝飾材料，也能夠做成具 有如石質(zhì)、大理石、木材、玻璃等材料的式樣。由于用它造成的雕刻物、塑像和其他物件造型即大又輕，搬運(yùn)起來(lái)是極容易的。

    防音材料

    能夠有效地利用其做為壁面來(lái)調(diào)整廣播、音樂(lè)、講堂、劇場(chǎng)等的音響效果。在產(chǎn)業(yè)部門(mén)適合做為發(fā)電室、發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室、飛機(jī)場(chǎng)的防音、發(fā)音機(jī)械的平臺(tái)等材料。日常生活中被用來(lái)做為唱機(jī)、立體攝影機(jī)的結(jié)構(gòu)零件，室內(nèi)冷卻器的防音、旅館等的防音部件等。

    抗振材料

    對(duì)于用做汽車(chē)緩沖器及其他附帶零件，以把沖撞減緩下來(lái)達(dá)到安全目的，泡沫鋁是最好的材料。與此相反，也能用來(lái)做為對(duì)于沿路的諸設(shè)備發(fā)生沖撞時(shí)的緩和振動(dòng)材料。做為重量大而又貴重的物件的運(yùn)搬、安裝等的防振材料是理想的。阿波羅11號(hào)的 LM在月球表面著陸時(shí)起落架下用的就是這種材料。適應(yīng)著陸時(shí)月面的凹凸，并以泡沫鋁的破壞來(lái)緩和振動(dòng)。也適用做為貴重物品的墊板材料。

    型材

    由于泡沫苯乙烯模型及其他高溫下使用的大型模型在操作上必需減輕重量，所以能用這種材料。試制汽車(chē)和其他大型的模型時(shí)，歷來(lái)用的是蜂窩結(jié)構(gòu)及其他材料，但是它有成本高的缺點(diǎn)，而泡沫鋁則價(jià)格低又容易整形，并且在模形變化時(shí)，對(duì)于重復(fù)試制是非常適合的。

    在汽車(chē)制造業(yè)上的應(yīng)用

    泡沫鋁優(yōu)良的性能，決定了它具有廣泛的用途和廣闊的應(yīng)用前景。尤其是在汽車(chē)制造業(yè)上的應(yīng)用，泡沫鋁被認(rèn)為是一種大有前途的未來(lái)汽車(chē)與其他交通運(yùn)輸工具的良好材料。為了保護(hù)地球環(huán)境和自然資源，歐洲、北美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已制訂出法律法規(guī)來(lái)提高汽車(chē)的燃油效率。減輕自重是提高燃油效率的最佳方法，減輕汽車(chē)自重的方法：（1）改進(jìn)結(jié)構(gòu)，（2）輕量化材料。前者已大致到了盡頭，只有后者才有潛力可挖。這樣就為泡沫鋁材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了很好的機(jī)會(huì)。歐洲經(jīng)濟(jì)共同體實(shí)行的光明歐洲計(jì)劃就是研究泡沫鋁在汽車(chē)上的應(yīng)用。自重減小 1kg，燃油效率可提高0.01km/L。目前國(guó)外已有全鋁汽車(chē)出現(xiàn)，與鋁相比泡沫鋁材料具有更輕量化的特點(diǎn)，可以更好地提高燃油效率。

    國(guó)外研究表明，采用泡沫鋁材構(gòu)件，汽車(chē)構(gòu)架的剛度得到加強(qiáng)。在汽車(chē)制造中約有20 %的車(chē)身結(jié)構(gòu)可采用泡沫鋁制造，一輛中型轎車(chē)用泡沫鋁制造零件可減重27.2 kg 左右，同時(shí)使結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，零部件數(shù)量至少可減少 1/3 ,降低了汽車(chē)成本。泡沫鋁材料是一種良好的能量吸收體，單位體積吸收的能量可達(dá)6-9M J,強(qiáng)大的能量吸收能力說(shuō)明了它作為汽車(chē)保險(xiǎn)杠緩沖材料的優(yōu)越性。在汽車(chē)沖擊區(qū)使用泡沫鋁制成的合適元件，可控制最大能耗的變形，例如，在中空鋼材或鋁材外殼中充入泡沫鋁，可使這些部件在負(fù)載期間具備良好的變形行為。泡沫鋁材料用于汽車(chē)乘客座位前后的可變形材料可以改善安全性。泡沫鋁耐熱、阻燃，同時(shí)，在受熱狀態(tài)下不會(huì)釋放有毒氣體，所以在交通運(yùn)輸工具中采用泡沫鋁材料來(lái)代替泡沫塑料或發(fā)泡樹(shù)脂材料，可以提高使用壽命，減少維修，同時(shí)也消除了傳統(tǒng)材料在車(chē)輛事故中所產(chǎn)生的有害氣體，大大降低了交通事故中的損失和人員傷亡，同時(shí)也起到了環(huán)保作用。

    四、結(jié)語(yǔ)

    本文概述了泡沫鋁的各種制備方法、性能及應(yīng)用。根據(jù)制備過(guò)程中鋁的狀態(tài)可以將制備方法分為三類(lèi)：液相法、固相法、電沉積法；泡沫鋁的性能研究方面主要研究了物理性能、力學(xué)性能、吸能特性、阻尼性能、吸聲性能；泡沫鋁主要應(yīng)用為建筑材料、裝飾材料、防音材料、抗振材料、型材及汽車(chē)制造業(yè)。目前，對(duì)泡沫鋁的研究雖然比較深人、系統(tǒng)，而且在某些領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，但是還沒(méi)有完全達(dá)到工業(yè)化使用的需求，尤其是在應(yīng)用方面的汽車(chē)工業(yè)中幾乎都未達(dá)到完善的成熟階段。國(guó)外對(duì)該領(lǐng)域的研究已相當(dāng)深人、系統(tǒng)，與國(guó)外相比，我國(guó)對(duì)泡沫鋁材料的研究起步較晚，研究尚處于實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，所以，我國(guó)今后還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)泡沫鋁材料的研究。

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