[科普中国]-泡沫铝

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。它密度小、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。

简介泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。泡沫铝的这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景，是很有开发前途的工程材料，特别是在交通运输工业，航天事业和建筑结构工业等方面1。

性能特点1.轻质：密度为金属铝的0.1—0.4倍。

2.高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍。

3.高阻尼减震性能及冲击能量吸收率：阻尼性能为金属铝的5—10倍。孔隙率为84%的泡沫铝发生50%变型时，可吸收2.5MJ/m3以上的能量。

4.良好的声学功能：

（1）隔声性能（闭孔）：声波频率上800—4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上。

（2）吸声性能（微通孔和通孔）：声波频率在125---4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数最大可达0.8，其倍频程平均吸声系数超过0.4。

5.优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6—18GHZ之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60—90dB。

6.良好的热学性能：孔隙率为80---90%的闭孔泡沫，相当于大理石。通孔泡沫铝由于其孔洞相互连通，在强制对流条件下具有良好的散热性。

7.不燃烧且有较好的耐热性。□耐腐蚀性、耐候性好，低吸湿，不老化，无毒性。

8.易加工：切割、钻孔、胶结方便；经模压可弯曲成所需形状；能用有机或无机漆进行表面处理；可以两面蒙皮，构成大尺寸的轻质、高刚度板。

9.易安装：泡沫铝材料可以被安装在高处而无需机械起重设备，如：天花顶棚、墙壁和屋顶等，可以采用机械方法或直接用螺钉连接和固定，也可以用粘接剂粘贴在墙或天花板上。

10.金属薄板——泡沫铝——金属薄板形成的“三明治”结构继承了泡沫铝的优异性能，并具有很高的抗弯强度，可用作新型建材、机车车辆的高刚度结构件等。

11.上述性能的多功能兼容1。

结构特征1.较大的孔径0.3—7mm；

2.较高且可控的孔隙率：63%--90%；

3.比表面积大10---45cm2/cm3；

4.孔结构多样化；闭孔、通孔及微通孔泡沫铝；

5.金属骨架成份及孔结构可控，能适应不同需求。

应用范围吸声、隔声材料：泡沫铝可用于城市轻轨、高架公路、地下隧道、机械设备的噪声治理及声学室、多功能厅和其他室内声响效果的改善。吸声的泡沫铝粘贴到混凝土或钢结构上，竖在高架桥、轻轨两旁作为大型吸音墙，可以减轻城市交通噪声。隔声的泡沫铝可用于工厂机房、机器设备、户外建筑工地的噪声隔离，解决了广泛应用的玻璃棉、石棉等吸声材料的许多局限性1。

应用领域泡沫铝可以通过改变其密度和孔结构来设计所需的综合性能。这正是这种独特材料的魅力所在。因而被广泛地应用在许多领域：

1.泡沫铝应用范围很广，利用泡沫铝的低密度、高刚度、隔音性能、隔热性能、防火性能、吸能性能和受热时不放毒气等性能广泛适用于轨道交通行业。如车厢和集装厢中隔热隔音、吸能和防火、防毒部件上。

2.利用泡沫铝的隔音性能、吸音性能和吸能性能，用于城市建设中的环保领域，如：隔音屏；汽车制造业用在吸能元件和吸音元件上，如：保险杠和消音器。

3、利用泡沫铝的低密度、高刚度、低导热性能，广泛应用于节能性建筑，如：隔热墙体和防火隔热门，节能性移动房。

4.可用在军工行业、吸音和防磁部件上，如：坦克、潜艇外壳夹芯板。

5.其他机械制造业、航空工业等产品的隔热隔音、防震、吸能元件都可以用泡沫铝材料来制造。

泡沫铝这种功能材料已经在发达国家进行产业化生产，如美国、日本、加拿大、德国、韩国等。

国内已有几十个单位在研究泡沫铝的产业化生产，但还没有一家投入规模化生产，能生产出有使用价值的产品。

6.国家已经推广泡沫铝做隔音屏，规格为1000mm×1000mm×10mm密度为0.6的泡沫铝板，价格为300元/m2市场上需求量为60000m2/年。

7.夹芯板：有着非常有希望的潜在市场，轨道列车车厢，正准备采用泡沫铝夹芯板正处于设计阶段，年需要量为(3～5)×1000吨1。

结构用材泡沫铝“三明治”结构，具有质轻，高刚度的特征，可作为优异的结构材料。如：用作汽车的结构件时，重量只有钢结构的一半，而刚度则提高10倍，据报道大约有20%的汽车结构件可采用这种结构。

1.新型建筑材料：

泡沫铝是一种新型建筑及装潢材料，它具有质轻、高比刚度、美观、不燃烧等优点，并兼有吸音、隔热、电磁屏蔽等特性。因此泡沫铝可广泛应用于商场、宾馆、体育馆等场馆的建筑装潢。

2.电磁屏蔽材料：

因其优异的电磁屏蔽性能，泡沫铝可用于电信、电子仪器、计算机房、电视广播设备的电磁屏蔽，能防止核辐射引起的电脉冲效应EMP（该效应能烧毁半导体或产生因数据传输损失引起了电子混乱，最终摧毁电子设备）。

3.保温材料：

因其导热系数低，同时具有质轻、高比刚度、不燃烧等优点，可用作隔热、保温、保冷材料等。

冲击能量吸收材料：因其具有优良的冲击能量吸收性能，可用作汽车防冲档、机械装置的保护外壳，升降机的安全垫、飞机外壳夹层（冲缓爆炸冲击波）和太空飞行器的防护层（可捕捉太空碎片）等1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学