泡沫鋁可涂覆不同色彩的涂層,美觀,涂層經多次稀噴、烘干等工藝流程,故即使在風吹日曬的條件下,也不會褪色。
泡沫鋁的物理性能
泡沫鋁明顯的特點就是重量輕、密度低,隨孔的變化而變化,比重僅為同體積鋁的0.1—0.6倍,但其牢固度卻比泡沫塑料高達4倍以上。泡沫鋁材料的導電性要比實心鋁材料小得多,相反電阻率就大得多,是電的不良導體。泡沫鋁的導熱性能比實心鋁小得多,約為實心鋁的0.1—0.2倍。另外,泡沫鋁還具有剛性大、不易燃、不易氧化、不易產生老化、耐候性好、回收再生性好等特點。
對于承受彎曲負載的裝置,所用材料應具有較高的比強度,通過對泡沫鋁和幾種常見結構材料(鋁、鋼)的比強度值(泡沫鋁:鋁:鋼=5:2.5:1)比較,可知泡沫鋁具有高比強度的特點。實驗研究表明,適當的熱處理可以提高其比強度。因此,泡沫鋁可用于承受較大的彎曲負載裝置中。
泡沫鋁的吸能特性
多孔結構材料可用作能量吸收材料。單位質量小、能量吸收能力大的材料就具有較大的作用。泡沫鋁單位質量小、強度較高,因此泡沫鋁具有很高的能量吸收能力。泡沫鋁在壓縮過程中,有高而寬的應力平臺,可以在基本恒定的應力下通過應變來吸收能量。吸能能力由應力應變曲線下方的面積來求,因此屈服平臺高而寬時,吸能能力越大??讖酱笮η脚_的高度有一定的影響,所以可以找到一個合適的孔徑,使屈服平臺較高來提高其吸能能力。另外,其吸能能力隨孔隙率呈非單調變化,在某一孔隙率下具有大的吸能能力。
泡沫鋁作為一種宏觀多孔材料,由金屬骨架和孔隙組成,組織極不均勻,應變強烈滯后于應力,壓縮應力一應變曲線中包含一個很長的平穩(wěn)段,因而它是一種具有高能量吸收特征的輕質高阻尼材料,在消聲減震等領域有著可觀的應用前景。實驗研究發(fā)現:
(1)孔徑一定時,泡沫鋁的內耗隨孔隙率的增大而增大;
(2)孔隙率一定時,泡沫鋁的內耗隨孔徑的減小而增大;
(3)泡沫鋁的內耗與應變振幅密切相關,隨振幅的增大而增大;
(4)泡沫鋁的內耗在低頻范圍內與頻率的變化無顯著關系。
在低阻尼的鋁中加人大量孔洞以后,可以顯著提高其阻尼本領。是由孔洞本身彈性模量近乎為零的軟質性以及孔洞與基體之間形成的大量界面引起的。另外泡沫鋁內部還存在其他大量微觀和宏觀的缺陷,泡沫鋁的阻尼機制是其缺陷的綜合效應,缺陷阻尼是其主要的阻尼機制。
泡沫鋁的吸聲性能
泡沫鋁材料尤其是通孔泡沫鋁,當聲音透過泡沫鋁時,由于聲波也是一種振動,可以在材料內部發(fā)生散射、干涉和漫反射,將聲音吸收在其氣孔中,使內部骨架振動,聲能部分轉化為熱能并且通過熱傳遞消耗掉,起到了吸聲的作用,因此,泡沫鋁具有良好的聲音吸收能力。吸聲性能用吸聲系數來衡量,吸聲系數越大則吸聲性能越好,泡沫鋁的吸聲性能主要取決于孔隙特征,通孔吸聲性能較好??自郊毿?吸聲性能越好。
泡沫鋁的應用
建筑材料
由于泡沫鋁的單位體積重量輕,防音防振、耐火不燃、保溫等性能,所以能用它來建造不承重的內墻壁、間壁墻、門、天花板、外面的裝飾材料等。也能夠利用到任何要求氣密、通氣性能好的建筑中。要用來做表面裝飾時,也能做到泡沫塑料、大理石和其他裝飾材料的效界、在電子計算機室、理化試驗室等的配線配管經常變動的情況下,適于建造所謂的移動地板。對于這個目前用的是蜂窩結構材料、壓鑄材料等,但可以用泡沫鋁代替。大型建筑物的外裝,在高層上是極力避免使用重量大的材料的,泡沫鋁正好適合這種需要。這不僅是重量輕,而且可使外表設計自由。對強度有特殊要求時,可以利用加入鋼筋制做的泡沫鋁。