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閉孔泡沫鋁夾芯板交通運(yùn)輸抗沖擊性能研究（4）

日期：23-10-31 時間：10:16 來源：益榮金屬

閉孔泡沫鋁夾芯板交通運(yùn)輸抗沖擊性能研究（4）

泡沫金屬材料的研究現(xiàn)狀

二十世紀(jì)40年代，有人開始提出泡沫金屬的概念。所謂金屬泡沫材料(又稱泡沫金屬，多孔金屬)，即由固體框架或平面交錯結(jié)構(gòu)形成許許多多胞狀氣孔的金屬材料。它的主要特點(diǎn)是：相對密度比較低(孔隙率可以達(dá)到90%以上)，具有較高的比剛度和比強(qiáng)度,并且具有良好的吸能、隔音和絕熱性能。閉孔泡沫的內(nèi)部的胞孔相互獨(dú)立，每個胞孔都是封閉的。而開孔結(jié)構(gòu)指

內(nèi)部胞孔相互連接在一起，胞孔之間是互相連通的。事實(shí)上由于制作工藝的原因，在許多泡沫金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)中同時存在閉孔結(jié)構(gòu)和開孔結(jié)構(gòu)。關(guān)于泡沫金屬力學(xué)性能方面的介紹在下一-小節(jié)討論。80年代初，國際上興起金屬泡沫材料研制。由于泡沫金屬的密度小、孔隙率高、比表面積大，從而使其具有金屬基體所沒有的優(yōu)異特性，例如：阻尼性能好，流體透過性強(qiáng)，消聲性能優(yōu)異，熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率低等等。因而，在建筑業(yè)中，泡沫金屬被用作房屋墻壁和地板的隔層材料，以達(dá)到降低噪聲、隔熱及減少導(dǎo)電性的目的。在化學(xué)生物工業(yè)中，泡沫金屬常作為催化劑的載體和微生物的孵化器。由于泡沫材料特有的力學(xué)性質(zhì)，常作為復(fù)合夾層的核心，用來吸收沖擊載荷下的能量,應(yīng)用于包裝工程和沖擊防護(hù)工程。因此，國際上不少研究機(jī)構(gòu)把泡沫金

屬作為21世紀(jì)新材料研究的一個熱點(diǎn)。目前日本己上市供應(yīng)大塊泡沫金屬ALPORAS。從1995年開始，美國國防高等研究署(DARPA)和海軍研究局(ONR)共同資助哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)和麻省理工學(xué)院主持的有關(guān)超輕金屬結(jié)構(gòu)的大型項(xiàng)目，主要研究泡沫金屬的制備、性能及應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，近年來又對點(diǎn)陣材料(lattice material) 的研發(fā)提供強(qiáng)力資助。美國陸軍研究辦公室將把泡沫金屬等多孔材料列為21世紀(jì)材料研究的新趨勢之一。美國能源部依托橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室s在2000年啟動了Freedom Car項(xiàng)目，定下了2006年和2012年分別達(dá)到汽車自重減輕40%和60%的目標(biāo)，而實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的主要技術(shù)手段就是開發(fā)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。德國在1999年也啟動了一個在政府和汽車制造商支持下由幾所大學(xué)、研究所參加的有關(guān)泡沫金屬材料大型研究項(xiàng)目，側(cè)重于這些材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用。在我國，超輕泡沫金屬材料的基礎(chǔ)研究也逐步得到重視和發(fā)展，這既與我國國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大需求緊密相關(guān)，也與當(dāng)前乃至今后幾十年內(nèi)世界材料科學(xué)和材料工程科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域研究的重要前沿方向和重大基礎(chǔ)性問題相一致。目前中科院固體物理研究所、東南大學(xué)等己經(jīng)掌握了多種泡沫金屬的制造工藝并成功造出不同泡孔尺寸及孔隙率的泡沫金屬。上海、寧波、淮北等都有生產(chǎn)泡沫金屬的公司在生產(chǎn)不同規(guī)格的泡沫金屬產(chǎn)品。本次研究采用的泡沫鋁是從中國船舶重工集團(tuán)公司七二五所購買的。

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