科研创新(泡沫铝夹层板制备研究)
科技成果——泡沫铝及其夹芯板材
科技成果——泡沫铝及其夹芯板材技术开发单位
东北大学
成果简介
泡沫铝材料因具有轻质高强、吸声减震、电磁屏蔽、吸能缓冲等特点，可广泛应用于交通运输、建筑机械、冶金化工、电子通讯、航天航空和军事工业等多个领域。
以泡沫铝为芯层材料制备的三明治式轻量化夹芯结构，能进一步提高泡沫铝材料应用领域，将在电动汽车、地铁列车、汽车集装箱等方面得到实际应用。
东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心经过二十余年的研发，目前已形成泡沫铝材料、泡沫铝夹芯板材料的制造技术，并对其性能进行了大量的研究，为其实际应用提供了技术和理论支撑基础。
东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心在近十年的研究中发明了一种快速制备高性能铝基泡沫材料的新技术，已经完成了从一代转移发泡技术到三代直接发泡技术的跨越。
目前拥有制造大规格泡沫铝板材的产业化技术和专利，技术水平居国内领先。
同时，拥有制备具有冶金结合界面的大规格泡沫铝夹芯板的制备技术和专利，该项技术较德国工艺具有操作简单、成本低、产品均匀性好等特点，技术水平属国际领先。
应用情况
已与辽宁省投资基金管理有限公司签署合作开发协议，该公司拟在中德产业园选址建厂或与相关企业合作生产，产品主要供应电动汽
车、高端军事装备等使用。
市场前景
本项目前期研发及转化投入近1000万元（含4个863项目、5个自然基金和其他资金）；转化后按制备20万平泡沫铝板材计算，可创造产值6000万，利税1200万。
合作方式
专利转让、合作开发。
泡沫铝材料的制备方法及应用研究
金 属 凝 固和 气 孔 形核 ， 然 后 气孔 长 大 ， 得 到 藕 状 孔结 构 的 质功 能 的新 型材 料 。 由于其 自身结 构 的特 殊性 ， 使 其具 有 多孔金 属材 料。 不 同于 其他 金属 的特 殊 性 能 ，如高 孔 隙率 和 比表面 积 ， 还 ３ 泡 沫铝材 料 的应 用 有 较 强 的能 量 吸 收性 、 高 的 比强 度 、 抗 冲击性能、 电磁 屏 ３ ． １ 泡 沫铝 材 料作 为 结构 材 料 的应 用 由于 泡 沫铝 自 蔽、 高阻 尼 等优 良 的性 能 ， 使 得 其在 各 个 领 域 得 到 了 广泛 身 高孔 隙 率 、 轻 质和 高 比强 度 的特 性 ， 使 其 可 以作 为轻 质 的应 用。其性 能的好坏 主 要 由制备 方法来 决定 ， 因此 ， 本文 的复合 夹 芯管 或夹 层板 的理 想 的填 充材 料 ， 克服 传 统 蜂 窝 主要 对其 制备 方法和 应用 现状进 行 了分析 。 夹层材 料 的各 向异 性 。 除此 之外 ， 还用 于 汽车 零件 中的组 ２ 泡沫 铝材料 的 制备 方法 成材 料 ， 可促 进 汽车行 业 的发展 。除此 之外 ， 泡沫铝 材 料还 ２ ． １ 粉 末冶 金 发泡 法 粉 末冶 金发 泡 法 是指 将 铝 或是 用于航 空 航天 领域 ， 波音 公司 尝试 将其 制 成直 升 飞机 的尾 铝 合金 的粉 末和 发泡 剂 （ 一般 为 Ｔ ｉ ｌ ）根据 一定 的 比例 进 架。其 在 建筑 领域 的应 用也 不可 小觑 ， 研 究人 员将 泡 沫铝 行 配制并 均 匀混合 ， 使 其在 给定 的压 力 之 下被压 缩 成较 为 材 料制 成又 轻又 硬且 耐火 的元件 、 栏 杆 或支撑 体 。 致 密 的预 制 胚 体 ， 之 后 通 过轧 制 、 模 锻 或 挤压 等 方 法将 其 ３ ． ２ 泡 沫铝 材 料作 为功 能材 料 的应 用 具 有 良好 的 能 加 工 为 半成 品 ， 然后 放 入 规定 形 状 的钢 模 内 ， 温度 被 加 热 量吸 收和 阻 尼是泡 沫 铝材 料 的一 个优 势性 能 ， 所 以可 用于 到预 制体 的熔 点 ， 与发 泡 剂产 生 的气泡 混 合得 到 闭孔 泡沫 制 成吸 收 及减 震材 料 ， 例 如 在 汽车 的保 险杠 、 航 天 中返 回 铝材 料 。 舱 及 登 月舱 的缓 冲材 料 、宇 宙 飞船 的升 降机 等得 以应用 。 ２ ． ２ 熔体 发 泡 法 熔 体 发 泡 法 中主要 应 用 的两 种 方 法 利用 泡沫 铝材 料 的消 声减 震特性 及 阻尼特 性 ， 可 取代 传统 是 直接 吹 气法 和发 泡 剂发 泡 法 ， 它 的发泡 过程 是在 液相 中 的 吸声材 料 ， 可 用 于建 筑 行 业 的办 公 设 备 、 无 线 电的 录 音 完 成。 前者 是 向金属 熔融 液 中均 匀混合 分散 Ｓ ｉ Ｃ 、 Ａ Ｉ Ｏ。 等， 室、 汽车、 火车减 震 、 消声 等。此 外 ， 泡沫 铝还 能用作 电磁屏 利 用 特 制 的旋 转 喷头 对底 部 吹入 气 体 形 成 气 孔 后 进行 冷 蔽材 料 ，尤其 是 可 以在 电磁 波高 频 区体 现 良好 的屏 蔽性 ， 却 和凝 固。后 者是 将 发泡 剂和 金属 熔 融体 混 合均 匀 ， 使得 目前 广泛 用于 建设 电子 装备 室和 电子 仪器 的屏 蔽材 料。 泡 气体 膨 胀得 到泡 沫金 属。 沫铝材 料 还具 有 良好 的流体 传输 动力 ， 在 航 空设 备 的热 交 ２ ． ３ 熔 模铸 造 法 熔 模 铸 造 法是 指把 已准 备好 的泡沫 换器 、 能源 动力 用紧 凑式 散热 片 以及 空气 冷却 用 冷凝 塔 等 塑 料 装入 具 有一定 形 状 的模具 中 ， 并 向其 中加 入液 态 的耐 设 备 中采 用 这 种泡 沫 金 属 可增 强 其 热 交换 能力 。 除 此 之 火材料， 耐 火材 料 在 硬化 过程 中会使 泡沫 塑 料达 到气 化 的 外 ， 泡沫铝 材 料还 可用作 隔 热材 料及 过滤材 料 等等 。 条件 ， 之后 把 液 态 的金 属 熔 融 液 浇铸 到 模 具 中 ， 当液 体 冷 ４ 结语 却 之 后 即可 达到 耐火 材 料与 金属 分 离 的 目的 ， 从 而得 到 与 由于 泡 沫铝 具 有各 方面 的优 异性 能 ， 使 得 国 内外学 者 模 具 形状 一样 的泡 沫铝材 料 。 对其制 备 方法进 行 了广泛 的研 究 ， 使得 其 应用范 围 越来 越 ２ ． ４ 渗流 铸造 法 渗 流铸 造 法 是将 经 过预 先 处理 的填 广泛。但是从 国内外研 究 现状来 看 ， 国外 发展较 快 ， 我 国对 料 颗 粒放 入相 应 的模 具 内并压 实 ， 之后在 压 力 的作 用 下 使 于 泡沫铝 的制 备技 术较 为 成熟 ， 但 是在 工业 化 生产 中仍 存 得 金 属 液 流入 到颗 粒 之 间 的缝 隙 中 ，然 后溶 除预 制 体 颗 在 许 多 问题 ， 使其 的应 用领 域 受到 了限制 ， 多数 的应 用 研 粒， 从 而得 到 多孔 的泡 沫铝材 料 。 究仍 处于 实验 室研 究 阶段 。 因 此 ， 我 国的相 关 技术 人 员应 ２ ． ５ 沉积 法 原 子 溅 射沉 积 法 、 金属 气 相 蒸 发沉 积 法 、 对其 工 业化 生产 方面及 推 广 应 用 方面 进 行 更加 深入 的研 电化 学 沉积 法及 反应 沉 积 法等 方 法都属 于 沉积 法 ， 在 这里 究 ， 从 而推 动相 关产 业 的发展 。 参考文献 ： 不再 一～ 赘 述。 【 １ 】 尚保 卫 ． 通 孔泡 沫 铝 的新 工 艺 制 备 及 其 力 学 声 学 性 能 研 究 【 Ｄ 】 ． ２ ． ６ 中 空球烧 结 法 中空 球烧 结 法是 利 用金 属 中 空 球 中南 大 学 ， ２ ０ ０ ８ ． 烧结 ， 从 而 达 到其 进 行 扩散 和 结 合 ， 兼 有 通 孔和 闭孔 的 多 长 沙 ： 孔 泡沫铝 材 料得 以制 备 出。 属功 能材 料 ， ２ ０ ０ ８ ， １ ５ （ １ ） ： １ ２ —１ ５ ． ２ ． ７ 二 次发 泡 法 二次 发泡 法综 合 了粉 末 冶金 和 熔体 【 ３ 】 王展 光 ， 蔡萍 ， 应建 中， 等 闭 孔 泡 沫 铝 的 力 学 性 能 和 吸 能 能力 发 泡法 的优 点 ， 是 一种 新 型 的制备 方法。 主 要是 通过 向金 【 Ｊ 】 ． 材 料 导报 ： 研 究篇 ． ２ ０ １ ２， ２ ６ 《 ５ ） ： １ ５ ２ —１ ５ ４ ． 属熔 体 中均 匀 混入 增粘 剂 ， 使 其达 到 适宜 的 温度和 粘 度 之 作者简 介 ： 苏旭 东 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 宁夏银川 人 ， 助理工程 师 ， 学 士
泡沫铝材料的制备与有限元模拟
泡沫铝材料的制备与有限元模拟泡沫铝材料是一种轻质、高强、具有良好吸声和隔热性能的新型功能材料。
由于其独特的优点，泡沫铝材料在许多领域都具有广泛的应用前景，如汽车、航空航天、建筑和国防等。
因此，研究泡沫铝材料的制备技术与有限元模拟对其性能的影响具有重要意义。
泡沫铝材料的制备方法主要有物理发泡法、化学发泡法和机械搅拌法等。
其中，物理发泡法是最常用的方法，其工艺流程如下：将混合物放入模具中，置于一定温度和压力条件下；发泡剂分解产生气体，导致混合物膨胀，形成泡沫铝材料；通过观察泡沫铝材料的泡孔结构，发现泡孔大小、分布和密度等因素对其性能有较大影响。
同时，泡沫铝材料的力学性能也表现出明显的各向异性，其中沿垂直于泡孔方向的性能较好。
有限元模拟是一种常用的数值分析方法，可以用来预测泡沫铝材料的性能。
在有限元模拟过程中，需要选择合适的材料模型、边界条件和有限元软件。
其中，材料模型需要考虑泡沫铝材料的弹性模量、泊松比和密度等参数；边界条件需要考虑材料的受力情况；有限元软件可选择ANSYS、SolidWorks等。
通过有限元模拟，可以得出泡沫铝材料的应力、应变和疲劳寿命等性能指标。
在应力分析中，发泡剂的加入使得泡沫铝材料的应力水平显著降低；在应变分析中，泡沫铝材料的应变主要发生在泡孔内，并且沿泡孔方向的应变最大；在疲劳寿命分析中，泡沫铝材料的疲劳寿命随着泡孔密度的增加而降低。
通过对泡沫铝材料的制备与有限元模拟研究，发现制备过程中的发泡工艺对泡沫铝材料的性能具有重要影响。
同时，有限元模拟结果表明，泡沫铝材料的应力、应变和疲劳寿命等性能指标受到泡孔结构、密度等因素的影响。
然而，目前的研究还存在一些不足之处，如制备过程中工艺参数的控制、有限元模拟中材料模型的精度等问题需要进一步探讨。
为了更好地应用泡沫铝材料，未来的研究方向可以从以下几个方面展开：优化制备工艺：进一步研究发泡工艺中的关键参数，如发泡剂类型、温度和压力等对泡沫铝材料性能的影响，为实现制备过程的优化提供依据。
科研创新(泡沫铝夹层板制备研究)概要
科研创新姓名: quanmuyi 学号 : 00000000 学院:材料科学与工程专业:材料成型及控制科研题目:泡沫铝及夹层板制备研究指导教师:二 O 一一年三月徐州1.泡沫铝1.1泡沫铝概述泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后,经过发泡工艺而成,同时兼有金属和气泡特征, 是一种多空隙低密度的新型多功能材料。
它具有密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等特点。
因此,应用领域十分广泛。
早在 1948年美国人 Sosnik就提出了用汞在铝中气化发泡制备泡沫铝的方法 ,随后 Ellist于 1951年成功地制备出泡沫铝。
20世纪 60年代美国 Ethyl公司成为研制泡沫铝的科研中心基地。
但由于发泡工艺与泡的尺寸很难控制, 一直没有得到发展。
直到 20世纪 80年代中期以后, 才取得长足进展, 开发出一些有工业价值的工艺:1991年 ,日本九州工业金属研究所开发出泡沫铝工业化生产工艺。
1999年 ,第一届世界泡沫金属学会议在德国不来梅顺利召开 ,重点是关于泡沫铝的制造和应用。
随后 ,世界泡沫金属学术会每隔两年召开一次 ,泡沫金属已发展成为一门重要的学科和技术领域 [1]。
目前 ,在泡沫铝研究方面加拿大、美国和日本处于世界领先地位其中日本的研究进展速度最快 ,不仅将泡沫铝投入了生产并进入了实际应用阶段。
国内自 80年代中期开始进行泡沫金属材料的研究 ,经过 20多年的探索和研究 ,东南大学、东北大学、中国科学院、北京科技大学、昆明理工大学等多家机构都先后做过许多研究。
在泡沫金属制备方面 ,国内对发泡法和渗流法研究得较多且基本赶上国外发达国家水平 ,只是对连续生产方法的研究还属空白 ,仍然有待开发 ,从而扩大泡沫金属的实际应用。
由于泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性能等,被认为是一类很有开发前途的工程材料, 有着广泛的应用前景, 特别在在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。
26466697_推进“泡沫铝夹芯板”技术在沈阳市就地产业化的政策研究
作为我国战略新兴产业之一的新材料产业，在国民经济发展中发挥着重要的基础性支撑作用。
“泡沫铝”作为新材料领域的一颗高科技耀眼新星，已开始展现出广阔的市场前景和巨大的盈利空间。
鉴于东北大学开发的“泡沫铝夹芯板”专利技术（以下简称“东北大学该项技术”）已达到国际领先水平，加之沈阳市拥有“东北大学”“中科院沈阳金属所”“材料科学国家实验室”以及“沈飞”“宝马”等重要的科技、产业资源，亟需沈阳市创新产业政策，整合相关优势，加快“泡沫铝夹芯板”产业化进程，使之尽快成为沈阳新的经济增长点。
一、泡沫铝夹芯板技术发展背景泡沫铝又称发泡铝，是主要以氢化钛为增粘剂和发泡剂，在一定的温度条件下使液态/半固态铝中均匀分布气泡而制成的；是一种集结构—性能一体化的新型功能材料。
鉴于其除具有超轻特性外，还具有吸音、隔音、吸能及电磁屏蔽等功能，该材料已被广泛认为是“二十一世纪最具发展潜力的新材料”。
而泡沫铝夹芯板既具有发泡铝的优异特性，又因其“三明治”结构使该材料的比强度、比刚度较单一发泡铝显著提升，且较好解决了与其它材料的连接、装配等问题。
迄今的产业化实践表明，该材料是一种在交通运输、汽车制造、航空航天、国防军工等战略领域具有广阔应用前景的结构功能一体化先进材料。
从国际看，泡沫铝一经问世就引起了一场材料革命，率先得到了美国、日本、加拿大、德国、韩国以及以色列等国业界热烈欢迎，迄今已在这些国家的航空航天、轨道交通、建筑材料、交通运输、汽车制造、造船等领域得到应用并开始向全球扩散。
目前，推进“泡沫铝夹芯板”技术在沈阳市就地产业化的政策研究◎武利珍1刘伟奇2〔内容提要〕本文首先介绍了“泡沫铝夹芯板”技术在国内外的发展背景，然后对沈阳市该项目的技术进步及其产业发展构想进行详细的说明。
最后，为使该项技术就地产业化并步入加速发展的快车道，建议沈阳市政府及有关部门进一步加大支持力度，使之早日成为支撑全市产业转型升级的增长极。
〔关键词〕泡沫铝夹芯板就地产业化政策建议世界上生产技术比较成熟并能批量提供商品的有：加拿大Cymat公司提供的Cymat，美国加州ERG公司提供的Duocel，德国Fraunhofer研究所提供的IFAM（闭孔结构），日本Shinko-wire公司提供的Alporas，英国Porvair 公司提供的Metpore，奥地利Alulight国际公司提供的Alulight等。
泡沫铝夹心板芯层泡沫结构的研究
２ 试 验 材 料 及 方 法
实验 采用 Ａｌ ｉ ａ合金 粉末 作为芯 层泡沫 体 的主 —— ＳＣ 要原 料 ， 金 粉末 的主 要 成分 （ 合 质量 分 数 ，， 为 ： ≥ ９ ） Ａｌ ５
文章编 号 ：０ １９ ３ （０ ７ ０ — ８ ９０ １ ０ －７ ｌ ２ ０ ）５０ ５ —３
具 体实验 工 艺 为 将 Ａｌ ｉ ａ合 金 粉末 与 １，（ —— ＳＣ 质 ９ ５ 量 分数 ） 的发 泡剂 Ｔｉ 粉 末 混合 ， Ｈ。 在球 磨混 料 机上 进 行６ ｈ的混料 。铝 面板 采用 钢 刷进行 表面 清理 ， 以获得 具 有均匀 凹凸状 态 的复 合 表 面 。清 理后 的上 、 面板 下 四周 采用 厚度 为 ００ ７ ．０ ｍｍ 的铝箔 进行 密封包 覆 ， 密 在 封体后 部 预 留出 粉 末 注入 孔 ， 混合 均 匀后 的混合 粉 将
３ 试 验 结 果 与 讨 论
３ １ 粉末 致密 度对 芯层 泡 沫结构 的影 响 ．
轧 制复 合一 粉末 冶 金 发 泡 技 术 的特 点 在 于通 过 轧 制 复合 工艺 过程 ， 面板 ／ 层 形 成 牢 固的 初结 合 ， 使 芯 同 时芯层 混合粉 末 在轧 制压 力 的作用 下获 得极 高 的致 密
不理 想 ， 并且 受热 压模具 尺 寸 的限制 ， 能生 产 大规 格 不 的夹 心板材料 。鉴 于此 ， 文 作 者 提 出采 用 轧 制 复 ］ 本
采 用数码 相 机拍 摄不 同工 艺条 件下 泡沫 铝夹 心板 的实物 照片 ， 映宏 观上 不 同工 艺 条件 下 夹 心板 的芯 反 层 泡沫结 构 。在 Ｓ Ｘ ５ ０扫描 电镜上 研究不 同工艺 条 Ｓ 一５ 件下 芯层 粉末 的结 合状 态 。
一种泡沫铝-波纹板复合夹层板及其制备方法[发明专利]
![一种泡沫铝-波纹板复合夹层板及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6516136b02d276a201292e0a.png)
专利名称：一种泡沫铝-波纹板复合夹层板及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：王文斌,张钱城,杨肖虎,卢天健,闫雷雷
申请号：CN201410409859.8
申请日：20140819
公开号：CN104175623A
公开日：
20141203
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种泡沫铝-波纹板复合夹层板及其制备方法，首先制成波纹芯体；将波纹芯体与面板焊接制成波纹板；将基体粉料和发泡剂放入混料机混合均匀后将混合好的粉料挤压成初步的坯料；然后将该坯料放入模具压制，将压制后的可发泡预制体填入波纹板中后放入气氛炉中发泡；加热并保温至预制体膨胀形成完全充满于波纹板孔隙的泡沫铝后，冷却。
本发明采用粉末冶金的方法，在点阵金属内部原位发泡形成冶金结合的泡沫铝-波纹板复合夹层板，利用点阵金属优异的力学性能以及泡沫铝的吸能、隔声、减震、隔热的优势，实现多功能的耦合，获得综合性能更加优异的结构功能一体化材料。
冶金结合有效提高了结合强度，使得复合材料的性能得到进一步提升。
申请人：西安交通大学
地址：710049 陕西省西安市咸宁西路28号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：陆万寿
更多信息请下载全文后查看。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
科研创新姓名： quanmuyi 学号： 00000000 学院：材料科学与工程专业：材料成型及控制科研题目：泡沫铝及夹层板制备研究指导教师：二O一一年三月徐州1．泡沫铝1.1泡沫铝概述泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征，是一种多空隙低密度的新型多功能材料。
它具有密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等特点。
因此，应用领域十分广泛。
早在 1948年美国人 Sosnik就提出了用汞在铝中气化发泡制备泡沫铝的方法 ,随后 Ellist于 1951年成功地制备出泡沫铝。
20世纪 60年代美国 Ethyl 公司成为研制泡沫铝的科研中心基地。
但由于发泡工艺与泡的尺寸很难控制，一直没有得到发展。
直到20世纪80年代中期以后，才取得长足进展，开发出一些有工业价值的工艺：1991年 ,日本九州工业金属研究所开发出泡沫铝工业化生产工艺。
1999年 ,第一届世界泡沫金属学会议在德国不来梅顺利召开 ,重点是关于泡沫铝的制造和应用。
随后 ,世界泡沫金属学术会每隔两年召开一次 ,泡沫金属已发展成为一门重要的学科和技术领域[1]。
目前 ,在泡沫铝研究方面加拿大、美国和日本处于世界领先地位其中日本的研究进展速度最快 ,不仅将泡沫铝投入了生产并进入了实际应用阶段。
国内自 80年代中期开始进行泡沫金属材料的研究 ,经过20多年的探索和研究 ,东南大学、东北大学、中国科学院、北京科技大学、昆明理工大学等多家机构都先后做过许多研究。
在泡沫金属制备方面 ,国内对发泡法和渗流法研究得较多且基本赶上国外发达国家水平 ,只是对连续生产方法的研究还属空白 ,仍然有待开发 ,从而扩大泡沫金属的实际应用。
由于泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性能等，被认为是一类很有开发前途的工程材料，有着广泛的应用前景，特别在在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。
最常用的泡沫铝合金是纯铝、2×××系列合金及6×××合金。
铝-硅系铸造合金因其熔点低与良好的成型性能，也可用于制造泡沫材料。
目前，世界各国已研制开发出多种制造泡沫铝的方法和加工工艺，生产出了不同的规格品种和用途的泡沫铝材，已取得可喜成果，正在向产业化生产方向发展。
1.2泡沫铝的特性及其应用1.2.1泡沫铝的主要特性[2]由于制备工艺的不同,从结构看泡沫铝可分为闭孔结构的泡沫铝和开孔结构的泡沫铝。
前者含有大量独立存在的气泡,而后者则是连续贯通的三维孔结构。
泡沫铝的性能主要取决于分布在三维骨架间的孔隙特征, 即孔的形态和分布,包括孔的类型、孔的形状、孔的分布、孔的结构。
结构不同导致的性能差异,使其具有不同的用途。
在冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域得到了和将要得到广泛应用。
与传统的金属铝相比,泡沫铝具有如下特征：（1)密度小[3]泡沫铝是一种轻质功能材料。
泡沫铝密度通常为180- 480 kg/ m3,约为铝密度的1/ 10、钛密度的1/ 20、钢密度的1/ 30及木材密度的1/ 3。
一般建筑材料采用密度为200- 300 kg/ m3的泡沫铝材, 而用做消声材料时则用密度为320- 420 kg / m3的材料。
泡沫铝的密度可在很大范围内变化,目前所能获得的最大孔隙率可达97% ,其尺寸从几个微米到几十个毫米。
一般规律是孔隙率越大,泡沫铝的密度越小。
（2)耐热性强泡沫铝具有较高的耐热性。
一般铝合金的熔解温度范围在 560- 700 ℃，但泡沫铝即使加热到1 400℃，也不熔解,而且在高温下不释放有害气体。
以此,在许多场合可以取代发泡树脂或石棉类制品用做隔热与耐热材料及各种热交换器的芯件。
还可用做航天设备的核心材料、高温填料、电磁屏蔽材料、阻燃器、慢性约束核聚变激光实验中的超热电子抑制材料等。
（3)通透性好[4]具有良好通透性的贯通孔泡沫铝可作为过滤材料,从液体或气体中将固体颗粒过滤出去。
通常,通透性随孔径的增加而增加,但它也受表面粗糙度的影响,而且受闭孔数目的影响较大。
可用于各种液体、气体的过滤器和高温除尘器中。
（4)刚性强泡沫铝不具有密实金属那样的延展性, 拉伸试验无法测出拉伸率, 弹性模量约为铝合金的1/ 50-1/ 100。
泡沫铝质脆,与铝合金不同,当发生大的变形时,其蜂窝组织产生破坏, 反之,如果蜂窝组织不达到破坏强度,泡沫铝是不会产生变形的。
（5)比表面积大利用泡沫铝的大比表面积,可达到高的换热性,由此它可用做制造加热器和热交换器的良好材料。
另外,也可用做需要巨大表面化学反应的载体,如作为催化剂的载体、多孔电极、充电电池的极板材料、换热器、能量吸收器和催化剂的载体等。
（6)隔声性能强泡沫铝可通过气孔壁的振动来吸收声音的能量, 用来消声、去除噪声。
一般情况下,通孔泡沫铝的吸声性能更好。
孔的尺寸影响其对整个声波频率范围的吸收性能,孔越小,吸声能力越大。
通过改变泡沫铝孔的尺寸和形状可以获得好的吸声性能。
可用于建筑行业中的内外装饰件、幕墙、间壁活动门板,制造高性能吸声板、隔声墙、各种消声器等。
泡沫铝的隔音性能见表1表1 泡沫铝的隔音系数[3]编号各频率下的隔音系数平均隔音系数125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000HzK Qb22 0.95 0.93 0.91 0.92 0.97 0.79 0.91 QW22 0.81 0.79 0.72 0.71 0.93 0.88 0.81 Qb7 0.73 0.79 0.77 0.88 0.97 0.83 0.817)具有吸收冲击能量的能力泡沫铝不像蜂窝材料那样具有方向性, 也不像高分子泡沫材料具有反弹作用, 它有很好的减震（阻尼）性能,是制造抗冲击部件的良好材料。
可用于汽车刹车器、夹紧装置以及航空航天设备中的保护封套和缓冲器。
其阻尼性的大小与气孔孔径的大小有关。
可用于升降机和传送器的安全垫、高磨床防护装置的减震吸能内衬、高精密机床的底座等。
而且泡沫铝的减振（阻尼）性能与其气孔孔径的大小有关, 可通过调整材料的孔隙特征对其阻尼性能进行调节8)良好的吸音性泡沫铝中大量的孔洞允许声波进入其中, 泡沫内介质(一般为空气)在声波作用下发生压缩伸张变形, 引起介质与孔壁之间摩擦, 使声能转化为热能；泡内介质在声波作用下, 产生振动引起声波射向金属表面, 从而产生漫射而干涉消音。
尤其在中、低频率时。
这是由于泡沫铝的孔隙的惯通性、体积膨胀性及孔壁的良好导热性,必将补偿由于声波频率降低、振动衰减及孔壁摩擦阻力减小所引起的不良吸声性,可使泡沫铝在中、低频率下取得优良的吸声效果,尤其在低于1 000 Hz 左右的频率范围。
随着孔径的减小、孔隙率的增大,吸声性能有规律的提高。
泡沫铝吸音性能见表2表2 泡沫铝的吸音系数[3]编号各频率下的吸音系数平均吸125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz音系数α0.252 0.625 0.375 0.492 0.721 0.667 0.52 FAABW(16.7)S01/20.267 0.588 0.469 0.357 0.689 0.663 0.50 FAABW(14.3)S01/29)其他性能泡沫铝还具有气敏性、催化性、良好的保温性,同时还具有电磁屏蔽性能,对高频电磁波有良好的屏蔽作用,能够使电磁干扰降低80%以上。
5 mm 厚、孔隙率为90%的闭孔泡沫铝,在60- 1 000 MHz 电磁屏蔽性能为35- 75 db,可用于电磁屏蔽室(罩) 、电子仪器外壳、无线电录音室电磁屏蔽等场合。
由于泡沫铝具有如此众多的特性, 预计其在航空航天、电讯及环境保护等新领域中必将有很好的应用前景。
1.2.2泡沫铝的应用泡沫铝具有各种优良性能:密度小，耐热性强，隔音性好，耐冲击，通透性好。
因此在民用、工业、交通、航空、航天及军事国防等领域有着非常广泛的应用前景。
泡沫铝从结构上可分为开孔和闭孔两种，孔结构是决定其应用的主要因素，例如许多应用需要介质、液体或气体流通泡沫铝，这就需要完全开孔结构，而承载件就要求闭孔结构的泡沫铝。
图1展示了不同应用领域对孔形态的要求。
根据应用范围的不同，可以将泡沫铝的应用分为两类:结构材料的应用和功能材料的应用[5]。
（1）泡沫铝作为结构材料的应用作为结构材料，泡沫铝在汽车、航天、建筑、铁路行业、机械制造业、体育器材、生物医学中都有着广泛的应用前景。
①汽车工业上的应用未来汽车将要求更加轻便节能、安全、有良好的抗震性。
如果采用泡沫铝材制造盖板、卡车盖与滑动顶板等可减轻重量并提高刚度。
德国卡曼汽车公司与夫需霍弗研究所共同使用“夹层板”泡沫铝制造轿车顶盖板.其刚度比原来钢构件大7倍左右。
而其质量却比钢件小25%。
此外，这种泡沫铝还具有更高的吸收冲击能和声能的效果。
②航天工业同时具有多项优良性能的泡沫铝是航天工程一直追寻的理想结构材料。
在空间技术中，泡沫金属轻质结构具有非常重要的应用前景。
用泡沫铝夹层材料替代昂贵的蜂窝夹层结构件，在获得更高的性能的同时又使成本大幅度下降。
波音公司试验了用泡沫钦和泡沫铝夹层材料制成直升飞机的尾架，这种材料与以往的蜂窝夹层材料相比还有一个很重要的特点就是可以制成弯曲甚至三维的形状。
正是这个原因，一些直升飞机制造商正考虑用泡沫铝夹层材料部分替代蜂窝夹层材料。
③建筑业建筑业中泡沫铝有着广泛的应用范围。
例如，用泡沫铝材制造电梯可大大减轻其重量，从而减少能量消耗，而且泡沫铝优良的能量吸收性能又保证了电梯的安全性。
如果泡沫铝作为装饰材料，既轻便美观，又可以起到防火、隔音的效果。
（2）泡沫铝作为功能材料的应用①过滤器过滤器主要是从液体中分离固体颗粒或从气体中分离固体和液体。
例如，净化熔融聚合物，除去空气中的油烟和水汽。
过滤器要求有良好的过滤性能，耐蚀性以及优良的力学性能，而开孔泡沫铝正是制备过滤器的理想材料。
热交换器高热导性泡沫铝可以作为热交换器材料，这就要使用诸如铸造法生产的开孔泡沫铝，通过加热或冷却泡沫铝，使流通过的气体或液体得到加热或冷却。
如泡沫铝可以制成一种紧凑的散热器用于微电子装置上对高密度发热元件的冷却，如对计算机的集成电路和电源的冷却。
③催化剂载体高效催化剂要求在与气体、液体反应时有大的接触面积，因此催化剂就可以被注入多孔材料中。
由于多孔泡沫铝有大的表面积，同时有很好的塑性和导热性，所以可以充当催化剂载体。
同时催化剂在泡沫铝中有良好的机械完整性，例如，即使在经历多次升降温循环，催化剂基本没有损失。
作为功能材料，泡沫铝还可以制备电极、喷雾器、消声器、自润滑轴承等多种产品，其应用前途十分广阔。