金屬鋁作為21世紀(jì)“可能最重要的金屬”，早已得到了廣泛的應(yīng)用，并且經(jīng)過多年的發(fā)展，鋁已經(jīng)能夠以多種方式呈現(xiàn)，滿足人們多層次，多領(lǐng)域的需求。泡沫鋁就是金屬鋁衍生品中的佼佼者。

    泡沫鋁是一種在鋁的基礎(chǔ)上存在無數(shù)個(gè)氣泡的輕質(zhì)多孔金屬材料。它同時(shí)兼有金屬相氣泡特征，是一種非常具有應(yīng)用前景的物理功能材料。其制造方法主要是在純鋁或者鋁合金中加入添加劑，經(jīng)過發(fā)泡工藝制造而成。由于金屬比塑料有更高的剛度，在理論上，同等厚度的泡沫鋁可以比聚氯乙烯制成的泡沫吸收更多的能量。

    在1948年美國科學(xué)家A.Sonik獲得了世界上第一個(gè)有關(guān)泡沫鋁的專利，并在3年后由Elliot成功生產(chǎn)出泡沫鋁。在上世紀(jì)60年代，美國埃西爾公司成立了泡沫鋁研發(fā)中心。1991年日本九州工業(yè)金屬研究所成功研發(fā)出工業(yè)化泡沫鋁的生產(chǎn)工藝。1999年首屆世界泡沫金屬學(xué)會(huì)在德國不萊梅召開，主要研究泡沫鋁的制造和應(yīng)用。

    截至目前，世界上已經(jīng)生產(chǎn)出具有多種用途的泡沫鋁材和泡沫鋁零件，并已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。未來也將在建筑、化工、交通運(yùn)輸、航空航天等領(lǐng)域擁有廣闊的前景。

    當(dāng)然，泡沫鋁作為目前炙手可熱的新型材料，必然有其自身的“看家本領(lǐng)”。

    1.輕量化和高剛度。

    泡沫鋁的密度大約只是金屬鋁的0.1和0.4倍，但是其抗彎比高度可以達(dá)到鋼的1.5倍。

    2.抗沖擊和減震能力超群。

    泡沫鋁的阻尼性能可以達(dá)到金屬鋁的5~10倍。以一塊孔隙率為84%的泡沫鋁發(fā)生50%比例的變形時(shí)，可以吸收2.5MJ/M3C以上的能量，吸能效果遠(yuǎn)超其他減震材料。

    3.優(yōu)秀的聲學(xué)性能。

    在閉孔狀態(tài)下，當(dāng)聲波頻率在800~4000赫茲之間時(shí)，泡沫鋁的隔音系數(shù)可達(dá)到0.9以上。在微通孔和通孔狀態(tài)下，當(dāng)聲波頻率在125~4000赫茲之間時(shí)，泡沫鋁的吸聲系數(shù)可以達(dá)到0.8，其倍頻程平均吸聲系數(shù)超過0.4。

    4.良好的熱學(xué)性能。

    孔隙率為80%~90%的閉孔泡沫鋁導(dǎo)熱系數(shù)為0.3~1W/（mk），相當(dāng)于大理石，在空氣強(qiáng)制對(duì)流條件下，其導(dǎo)熱效果十分優(yōu)良。

    5.保留了鋁的耐腐蝕性，低吸濕，不老化，無毒。

    6.加工安裝十分方便。

    泡沫鋁可以切割、鉆孔、膠結(jié)，并且經(jīng)過磨具擠壓可以制成各種形狀，并且可以像普通鋁一樣進(jìn)行表面處理，還可以構(gòu)成大尺寸的輕質(zhì)高剛度板；由于“身材”輕盈，泡沫鋁材料可以輕易安裝在高處而無需任何機(jī)械起重設(shè)備，從而也允許直接利用粘結(jié)劑粘貼在天花板和墻上。

    泡沫鋁的制造主要有以下幾種方法：

    1.液相法。

    通過液態(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得到多孔材料。

    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^燒結(jié)使鋁顆粒互相聯(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)。

    3.電沉積法。

    主要以泡沫塑料為基底，經(jīng)過導(dǎo)電化處理之后，電沉積鋁制成。目前的技術(shù)可以通過浸涂導(dǎo)電膠、化學(xué)鍍膜和磁控濺射錫膜等方法令到泡沫塑料導(dǎo)電。用此法制得的泡沫鋁孔徑較小并孔隙均勻，而且孔隙率相對(duì)較高，其性能和阻尼特性均優(yōu)于鑄造法生產(chǎn)的泡沫鋁。

    由于泡沫鋁集多種優(yōu)異的性能于一身，因而在一些需要綜合利用此類性能的領(lǐng)域，泡沫鋁擁有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

    1.交通工具。

    汽車和摩托車采用輕量化材料能夠大大降低車身自重，從而大幅改善油耗。用泡沫鋁可以制成一些質(zhì)量輕但剛度大的結(jié)構(gòu)件，例如汽車擋板、行李箱蓋等，也可以充當(dāng)車身周邊防撞梁的材料，通過優(yōu)異的吸能能力極大限度地減少?zèng)_撞部分的變形，粗略估計(jì)汽車零件在強(qiáng)度不減弱的前提下，質(zhì)量可以降低50%以上。隨著石油成本的提高以及世界對(duì)于溫室氣體的抵制，未來泡沫鋁面對(duì)由石油制成的塑料時(shí)將會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。

    2.航空航天器。

    在目前的航空航天器領(lǐng)域，蜂窩結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但是蜂窩結(jié)構(gòu)材料由于制造工藝比較復(fù)雜，因而導(dǎo)致造價(jià)相對(duì)較高。泡沫鋁夾心板與蜂窩結(jié)構(gòu)材料類似，都是密度低，比強(qiáng)度高的材料，但泡沫鋁在成本方面卻優(yōu)勢(shì)巨大，在以后的發(fā)展中極有可能取代蜂窩結(jié)構(gòu)材料。

    3.建筑工業(yè)。

    現(xiàn)代建筑追求節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，安全性不能欠奉。泡沫鋁板重量輕，剛度好的同時(shí)，由于金屬的先天優(yōu)勢(shì)，阻燃效果十分理想。因而可以廣泛應(yīng)用于電梯內(nèi)裝飾板以及某些建筑構(gòu)件領(lǐng)域，減低能源的消耗。

    4.道路用隔音降噪材料。

    交通工具帶來的噪音污染一直是城市管理的棘手問題。泡沫鋁的出現(xiàn)可謂為管理者帶來了福音，泡沫鋁可以用于制作城市軌道、高架橋旁、高速公路等路旁的隔音屏。目前使用的玻璃和塑料效果均不理想，降噪效果較低。泡沫鋁的降噪性能大概是這些材料的兩倍，并且已經(jīng)率先在一些發(fā)達(dá)國家得以應(yīng)用。

    目前，泡沫鋁行業(yè)正在國內(nèi)外蓬勃發(fā)展，但是在發(fā)展的過程中仿佛遇到了瓶頸。目前制作發(fā)泡鋁的發(fā)泡劑不但發(fā)泡效率低，效果不理想，價(jià)格還比較高昂，嚴(yán)重阻礙了泡沫鋁行業(yè)的發(fā)展。因此能否制成效果優(yōu)異且成本合理的發(fā)泡劑，將會(huì)決定泡沫鋁材料的成敗。

    世界上主要的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成功將泡沫鋁應(yīng)用到建筑、交通運(yùn)輸、機(jī)械、電子等行業(yè)。早在2008年國外泡沫鋁市場(chǎng)產(chǎn)量就已達(dá)到了217.3萬噸，而且隨著行業(yè)的逐步發(fā)展，需求滿足率正在慢慢走低，說明目前的產(chǎn)量已經(jīng)開始慢慢跟不上需求，因而便存在一個(gè)進(jìn)入市場(chǎng)的契機(jī)。

    回到國內(nèi)市場(chǎng)。我國對(duì)泡沫鋁的需求主要為交通運(yùn)輸、軍工、工業(yè)用材、建筑業(yè)等行業(yè)。近年來，我國的高鐵和建筑業(yè)發(fā)展迅速，幾年內(nèi)可能需求量會(huì)暴增至50萬噸，到時(shí)將會(huì)形成一個(gè)250億元人民幣的龐大市場(chǎng)，這是任何人都無法忽視的一塊大“蛋糕”。

    泡沫鋁作為目前材料領(lǐng)域的“黑科技”，一旦發(fā)展起來，前途將是無可限量的。

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