1. Wat is geschuimd metaal en geschuimd aluminium?
In de loop van de geschiedenis vormt de ontdekking van geschuimde metalen een belangrijke mijlpaal in de revolutie van het gehele vakgebied van de materiaalkunde. Metaalschuim is een materiaal dat bestaat uit een metalen structuur met een groot aantal poriën die langs de structuur gevuld zijn met gassen. De poriën van dit metaalschuim kunnen de vorm hebben van onderlinge verbindingen of hermetische afsluitingen, respectievelijk bekend als open-cel- en gesloten-celschuimen.aluminiumschuimis momenteel het schuimmetaal met het grootste toepassingspotentieel en staat bekend als de "metalen ster" vanwege een reeks uitstekende eigenschappen, zoals hoge porositeit, lage dichtheid, lichtgewicht, hoge sterkte, goede compressie, goede schokabsorptie, goede geluidsabsorptie en elektromagnetische afscherming. "Metalen ster", veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaarttechniek, productie en andere verwerkingsmethoden op het gebied van de natuurwetenschappen.

Structurele kenmerken van aluminiumschuim: (a) Aluminiumschuim met open cellen; (b) Aluminiumschuim met gesloten cellen

2. Eigenschappen en toepassingen vanAluminiumschuim
Aluminiumschuim is een metaal met een hoge porositeit en poreuze structuur, waarbij de afgesloten poriën ongeveer driekwart van het totale volume van het metaal uitmaken, waardoor het materiaal zeer licht is. Naast deze eigenschappen heeft aluminiumschuim indrukwekkende energieabsorberende eigenschappen en een hoge samendrukbaarheid. Wat betreft de dichtheid ontdekten de onderzoekers dat de meeste aluminiumschuimmonsters een dichtheid hebben van ongeveer 0,4-1,2 g-cm-3. Bovendien is aluminiumschuim geluidabsorberend, recyclebaar en heeft het een lage thermische geleidbaarheid.

Verbeterde slagvaste bilgedeelstructuur: 1 – bovenhuid; 2 –aluminiumschuimspant; 3 – onderhuid

Wat betreft toepassingen maken de elektromagnetische afscherming, het lichte gewicht en de absorberende eigenschappen van aluminiumschuim het een ideale kandidaat voor componenten die worden gebruikt in gecontroleerde fusie-apparaten, de automobielindustrie, de lucht- en ruimtevaart en de bouwsector, vanwege het vermogen om extreme fysieke omstandigheden te weerstaan. In gecontroleerde fusie-apparaten is aluminiumschuim met gesloten cellen een uitstekend elektromagnetisch afschermingsmateriaal. Door de onderlinge verbinding van het aluminiumschuimskelet, dat een enorm specifiek oppervlak heeft en elektromagnetische golven goed kan absorberen en reflecteren, treden er verschillende soorten verliezen op in het aluminiumschuim, zoals absorptieverliezen en reflectieverliezen, wat het aluminiumschuim uitstekende elektromagnetische afschermende eigenschappen geeft. Ook is gebleken dat de elektromagnetische afschermingseffectiviteit van aluminiumschuim afneemt en vervolgens weer toeneemt met de toename van de frequentie van elektromagnetische golven. In de lucht- en ruimtevaart wordt aluminiumschuim gebruikt als component bij de productie van ruimtekegels of turbines, wat met name nuttig is om het totale gewicht van vliegtuigonderdelen te verminderen vanwege de lage massa van aluminiumschuim. Bovendien wordt aluminiumschuim, als uitstekend energieabsorberend materiaal, gebruikt bij de productie van buffers, trillingsdempers en de bodem van terugkeercapsules van ruimtevaartuigen. Dit maakt veilige landingen mogelijk en beschermt astronauten en ruimtevaartapparatuur. Door effectief energie te absorberen en trillingen te dempen, kan aluminiumschuim de veiligheid van astronauten garanderen bij een landing van een ruimtevaartuig.
In de auto-industrie helpt aluminiumschuim het totale aantal onderdelen in het frame te verminderen, waardoor het assemblageproces efficiënter wordt, wat uiteindelijk leidt tot lagere kosten en betere prestaties. Momenteel wordt aluminiumschuim gebruikt in crashbars, dwarsbalken en portierbalken van carrosserieën.

(a) Diagram van gelokaliseerde energie-absorberende delen van de carrosserie. (b) Schematisch diagram van een aluminiumschuimcrashbar.

In de bouwsector wordt vooral gebruik gemaakt vanaluminiumschuimwordt gebruikt als beschermende, brandwerende barrière tegen zwaar geluid. Typische voorbeelden van architectonische toepassingen van aluminiumschuim met gesloten cellen zijn het metrostation van Londen en het SOHO Revival Square in Shanghai, waar de ontwerpers grote hoeveelheden aluminiumschuim gebruikten voor geluidsabsorptie en -isolatie.

(a) (b) Foto's van aluminiumschuim gebruikt in het interieur van SOHO Plaza, Shanghai; (c) Aluminiumschuim + metalen holte composiet geluidsabsorberende muur in station Bermondsey, Londense metro.

3. Conclusie
De ontdekking van aluminiumschuim wordt beschouwd als een opmerkelijke prestatie.AluminiumschuimHet materiaal combineert uitstekende elektromagnetische afschermende eigenschappen met een laag gewicht, een lage dichtheid, trillingsdemping en energieabsorptie, waardoor het tegenwoordig zeer breed toepasbaar is in diverse industrieën. Interessant is dat aluminiumschuim ook een milieuvriendelijk product is dat recyclebaar is, wat betekent dat het een duurzaam materiaal is dat hopelijk in de toekomst in een groot aantal industriële toepassingen zal worden gebruikt.