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泡沫鋁作為功能材料的應用前景
來源:中國鋼鐵新聞網 日期:2014/10/10 10:46:30
泡沫鋁內部存在大量孔隙,使其具有質輕及比強度高等優點,同時具有很強的能量吸收性、抗沖擊性、高比強度、電磁屏蔽、吸聲性能、高阻尼性、低熱導率、低電導率等特殊優點。因此,泡沫鋁是一種很有希望的新型功能材料。

一.充當吸能材料及減震材料。

泡沫鋁在壓縮過程中會將大量的功轉化為泡沫鋁胞孔的變形、塌陷、破裂以及相互摩擦等形式的能量而損耗,所以泡沫鋁能夠吸收大量的外界沖擊能量。泡沫鋁具有很高的阻尼特性,純鋁泡沫阻尼值約為鋁的5~10倍。利用泡沫鋁良好的能量吸收及阻尼性能,可將其制作成優良的能量吸收材料及減震材料,例如汽車的保險杠、宇宙飛船的起落架、升降機、傳送器安全墊及高速磨床防護罩吸能內襯等。

二.用作吸聲材料。

泡沫鋁特殊的孔結構使其具有良好的吸聲性能。從綜合性能考慮,泡沫鋁是替代傳統吸聲材料的最佳選擇,可廣泛用于無線電錄音室、建筑及自動辦公設備等,既可作外表裝飾,又兼作吸聲材料。

三.用作電磁屏蔽材料。

當高頻磁場通過泡沫鋁時會產生感應電勢從而形成感應渦流,與原磁場反向,形成渦流磁場的抵消作用,從而起到電磁屏蔽作用。泡沫鋁用作電磁屏蔽材料,能夠降低80%以上的電磁干擾,其屏蔽性能遠比純鐵、含銅粉涂料等材料優越,特別是在電磁波高頻區有更好的屏蔽性,在0.015kHz~1.5GHz的頻率范圍內的電磁屏蔽性能可達75dB以上。

四.用作熱交換材料及隔熱材料。

閉孔泡沫鋁內部氣孔充滿了傳熱能力很小的氣體,使其傳熱能力比實體材料小得多。通孔泡沫鋁具有的大比表面積、高孔隙率、廣闊的熱量擴散空間及高的孔壁傳熱性,賦予其良好的熱交換性能。在自然對流的條件下,可通過氣體或液體在通孔泡沫鋁等泡沫金屬孔隙中的流動與其孔壁之間進行熱交換,因而通孔泡沫鋁是很好的熱交換材料或散熱材料。由于具備良好的流體傳輸動力,通孔泡沫金屬的散熱性能甚至能達到其致密基體的導熱性能,采用這種泡沫金屬可增強航空設備的熱交換器、能源動力用緊湊式散熱片以及空氣冷卻用冷凝塔等設備的熱交換能力。例如飛機上使用的消冰裝置和防凍裝置,將通孔泡沫鋁板裝在機翼前面,將加熱的氣體或防凍劑從泡沫鋁板中噴出即可達到消冰的目的。

五.用作過濾材料。

泡沫鋁具有優良的滲透性能,是一種很好的過濾材料。泡沫金屬的孔道對流體介質中固體粒子有阻留和捕集作用,氣體或液體通過泡沫金屬后能得到過濾與分離,從而達到介質的凈化或分離作用,多孔金屬過濾器可用于從石油、汽油、致冷劑、聚合物熔體和懸浮液等,以及空氣和其它氣流中濾掉固體顆粒。泡沫金屬材料也可用作分離媒介,如從水中分離油或從冷凍劑中分離水。
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