Bekijk de productie, eigenschappen en toepassingen van aluminiumschuim

Aluminiumschuimis een lichtgewicht, poreus metaalachtig materiaal gebouwd op een aluminium basis, bevatInHet bevat talloze luchtbellen. Het bezit zowel metaalachtige als geschuimde eigenschappen, waardoor het een zeer veelbelovend functioneel materiaal is. Het productieproces bestaat voornamelijk uit het toevoegen van additieven aan zuiver aluminium of aluminiumlegeringen, gevolgd door een schuimproces. Theoretisch gezien,aluminiumschuimvan dezelfde dikte kunnen meer energie absorberen dan PVC-schuim, omdat metalen een hogere stijfheid hebben dan kunststoffen.

Het eerste patent vooraluminiumschuimwerd in 1948 toegekend aan de Amerikaanse wetenschapper A. Sonik, waarbij Elliot met succesaluminiumschuimdrie jaar later. In de jaren zestig richtte Esser Co. in de Verenigde Staten eenaluminiumschuimonderzoeks- en ontwikkelingscentrum. In 1991 ontwikkelde het Japanse Kyushu Industrial Research Institute met succes een industrieel productieproces vooraluminiumschuimDe eerste wereldconferentie over geschuimde metalen werd in 1999 gehouden in Bremen, Duitsland, met de nadruk op de productie en toepassingen vanaluminiumschuim.

Tot op heden,aluminiumschuimMaterialen en onderdelen met diverse toepassingen worden wereldwijd geproduceerd en breed toegepast in industriële sectoren. Het biedt in de toekomst ook brede perspectieven in de bouw, chemische technologie, transport en lucht- en ruimtevaart.

Belangrijkste eigenschappen van aluminiumschuim

Het is vanzelfsprekend dat dit een zeer gewild nieuw materiaal is,aluminiumschuimbeschikt over een aantal inherente "specialiteiten":

1. Lichtgewicht en hoge stijfheid:De dichtheid vanaluminiumschuimis ongeveer 0,1 tot 0,4 keer zo groot als die van massief aluminium, maar de specifieke buighoogte kan 1,5 keer zo groot zijn als die van staal.
2. Uitzonderlijke slagvastheid en schokabsorptie:De dempingsprestaties vanaluminiumschuimkan 5 tot 10 keer zo groot zijn als massief aluminium. Bijvoorbeeld, eenaluminiumschuimmet 84% porositeit kan bij 50% vervorming meer dan 2,5 MJ/M3C aan energie absorberen, wat het andere schokabsorberende materialen ver overtreft in energieabsorptie.
3. Uitstekende akoestische prestaties:In een gesloten celtoestand, wanneer de frequentie van de geluidsgolf tussen 800 en 4000 Hz ligt, bedraagt ​​de geluidsisolatiecoëfficiënt vanaluminiumschuimkan meer dan 0,9 bereiken. In micro-doorgaande-gat- en doorgaande-gat-toestanden, wanneer de geluidsgolffrequentie tussen 125 en 4000 Hz ligt, is de geluidsabsorptiecoëfficiënt vanaluminiumschuimkan 0,8 bereiken, met een gemiddelde geluidsabsorptiecoëfficiënt van de octaafband van meer dan 0,4.
4. Goede thermische prestaties:Gesloten celaluminiumschuimMet een porositeit van 80% tot 90% heeft het een warmtegeleidingsvermogen van 0,3 tot 1 W/(mK), vergelijkbaar met marmer. Onder geforceerde luchtconvectie is de warmtegeleiding uitstekend.
5. Behoudt de corrosiebestendigheid van aluminium, lage vochtopname, niet-veroudering en niet-giftigheid.
6. Gemakkelijk te verwerken en te installeren:Aluminiumschuimkan met behulp van mallen in verschillende vormen worden gesneden, geboord, gelijmd en geëxtrudeerd. Het kan ook een oppervlaktebehandeling ondergaan zoals gewoon aluminium en grote, lichtgewicht panelen met hoge stijfheid vormen. Door zijn lichte "body"aluminiumschuimHet materiaal kan eenvoudig op hoogte worden geïnstalleerd zonder dat er mechanische hefwerktuigen nodig zijn, waardoor directe verlijming aan plafonds en wanden mogelijk is.

Productiemethoden van aluminiumschuim

De primaire productiemethoden vooraluminiumschuimerbij betrekken:

1. Vloeibare fasemethode:Hierbij wordt een schuimstructuur gecreëerd van vloeibaar aluminium. Dit kan door direct te schuimen in gesmolten aluminium of door poreuze materialen te gieten met behulp van polymeerschuim of dicht opeengepakte poriënvormende middelen.
2. Vaste fasemethode:Poreuze materialen kunnen ook worden gemaakt met aluminiumpoeder in plaats van vloeibaar aluminium. Omdat de meeste vaste-fasemethoden sinteren vereisen om aluminiumdeeltjes te binden en het aluminium in een vaste toestand blijft,aluminiumschuimDe door deze methode geproduceerde deeltjes hebben een doorlopende structuur.
3. Elektrodepositiemethode:Deze methode gebruikt voornamelijk schuimplastic als basis, dat vervolgens geleidend wordt gemaakt en galvanisch wordt afgezet met aluminium. De huidige technologie maakt het mogelijk om schuimplastic geleidend te maken door middel van methoden zoals dompelcoating met geleidende lijm, chemische plating en magnetronsputteren van tinfolie.Het aluminiumschuimgeproduceerd door deze methode heeft kleinere en meer uniforme poriën, relatief hogere porositeit en superieure prestatie- en dempingseigenschappen vergeleken metaluminiumschuimgeproduceerd door middel van gietmethoden.

Toepassingen van aluminiumschuim

Omdataluminiumschuimintegreert meerdere uitstekende eigenschappen en biedt ongeëvenaarde voordelen op gebieden waar een volledige benutting van deze eigenschappen vereist is.

1. Vervoer:Door lichtgewicht materialen in auto's en motoren te gebruiken, kan het voertuiggewicht aanzienlijk worden verlaagd en daarmee het brandstofverbruik sterk worden verbeterd.AluminiumschuimKan worden gebruikt om lichtgewicht maar stijve structurele componenten te maken, zoals auto-afschermplaten en kofferbakdeksels. Het kan ook dienen als materiaal voor botsbalken rond de carrosserie, waardoor vervorming in de impactzone aanzienlijk wordt geminimaliseerd dankzij de uitstekende energieabsorptie. Ruwweg geschat kan het gewicht van auto-onderdelen met meer dan 50% worden verminderd zonder dat dit ten koste gaat van de sterkte. Met de stijgende olieprijzen en de wereldwijde weerstand tegen broeikasgassen,aluminiumschuimin de toekomst een groter voordeel zullen hebben ten opzichte van kunststoffen die uit aardolie worden gemaakt.
2. Lucht- en ruimtevaart:In de huidige lucht- en ruimtevaartsector worden materialen met honingraatstructuur veel gebruikt. Vanwege de complexe productieprocessen zijn deze materialen echter relatief duur.AluminiumschuimSandwichpanelen lijken op materialen met een honingraatstructuur omdat ze een lage dichtheid en een hoge specifieke sterkte hebben, maaraluminiumschuimbiedt aanzienlijke kostenvoordelen en zal naar alle waarschijnlijkheid honingraatmaterialen in de toekomst gaan vervangen.
3. Bouwsector:Moderne architectuur streeft naar energie-efficiëntie en milieubescherming zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid.AluminiumschuimPanelen zijn licht en stijf. Bovendien is hun brandvertragende werking ideaal dankzij de inherente voordelen van metaal. Ze kunnen daarom op grote schaal worden gebruikt in decoratieve panelen voor liftinterieurs en bepaalde bouwcomponenten, waardoor het energieverbruik wordt verlaagd.
4. Materialen voor het verminderen van weggeluid:Geluidsoverlast door verkeer is altijd een heikel punt geweest in stedelijk beheer. De komst vanaluminiumschuimbrengt goed nieuws voor beheerders.AluminiumschuimKan worden gebruikt voor geluidsschermen langs stedelijke spoorwegen, viaducten en snelwegen. De huidige gebruikte materialen van glas en kunststof zijn niet ideaal en hebben een lage geluidsreductie. De geluidsreductie vanaluminiumschuimis ongeveer twee keer zo groot als die van deze materialen en wordt al in sommige ontwikkelde landen toegepast.

Uitdagingen en toekomstige vooruitzichten

Momenteel is dealuminiumschuimDe schuimmiddelenindustrie bloeit zowel nationaal als internationaal, maar lijkt knelpunten in de ontwikkeling te hebben ondervonden. De schuimmiddelen die momenteel worden gebruikt voor de productie van geschuimd aluminium hebben niet alleen een lage schuimefficiëntie en onbevredigende resultaten, maar zijn ook relatief duur, wat de ontwikkeling van de schuimmiddelenindustrie ernstig belemmert.aluminiumschuimindustrie. Of er een effectief en redelijk geprijsd schuimmiddel kan worden ontwikkeld, zal daarom het succes of falen vanaluminiumschuimmaterialen.

Grote ontwikkelde landen wereldwijd hebben met succesaluminiumschuimin de bouw-, transport-, machine- en elektronica-industrie. Al in 2008 was er een overzeesealuminiumschuimDe marktproductie bereikte 2,173 miljoen ton. Met de geleidelijke ontwikkeling van de industrie neemt de vraagbevredigingsgraad langzaam af, wat aangeeft dat de huidige productie achterblijft bij de vraag, wat een kans biedt om de markt te betreden. Als "zwarte technologie" op het gebied van materialen, ooitaluminiumschuimzich ontwikkelt, zal de toekomst ervan onbegrensd zijn.