ملخص عملية تحضير رغوة الألومنيوم وحالة التطبيق

يحتوي الألمنيوم الرغوي على سلسلة من الخصائص الممتازة ، مثل المسامية العالية ، مساحة السطح المحددة الكبيرة ، القوة المحددة العالية ، الصلابة المحددة العالية ، امتصاص الطاقة الجيد ، أداء التخميد وامتصاص الصدمات ، مقاومة التآكل ، مقاومة درجات الحرارة العالية ، التدريع الكهرومغناطيسي ، غير سامة ، المعالجة السهلة ، معالجة سطح الطلاء ، إلخ. نظرا لخصائصه الفيزيائية والميكانيكية الممتازة ، يمكن استخدام المعدن الرغوي كمواد هيكلية ومواد وظيفية.

ملامح رغوة الألومنيوم

الألومنيوم الرغوي هو نوع من المواد المسامية مع العديد من الفقاعات الموزعة في مصفوفة الألومنيوم المعدنية. يحدد هيكلها الخاص أن لها خصائص خاصة لا تمتلكها العديد من المعادن المدمجة.

الخصائص الهيكلية للألمنيوم الرغوي

يمكن التحكم في تكوين الهيكل العظمي المعدني وهيكل المسام ، والذي يمكن أن يلبي الاحتياجات المختلفة.

فتحة كبيرة: 0.3-7 مم ؛

هيكل المسام المتنوع: خلية مغلقة ، من خلال ثقب وألومنيوم رغوي صغير من خلال الثقب ؛

مسامية عالية ويمكن التحكم فيها: 63٪ - 90٪ ؛

مساحة سطح محددة كبيرة: 10---45 سم / سم 2.

ميزات أداء الألومنيوم الرغوي

الوزن الخفيف

الكثافة هي فقط 10 ٪ - 40 ٪ من الألومنيوم المعدني.

صلابة محددة عالية

صلابة الانحناء 1.5 مرة من الفولاذ ؛

التخميد العالي وامتصاص الطاقة للصدمات

أداء التخميد هو 5-10 مرات من أداء الألومنيوم المعدني.

عزل الصوت الجيد (ثقب مغلق) وامتصاص الصوت (من خلال الفتحة)

عندما يكون التردد الصوتي بين 800 ~ 4000 هرتز ، يكون معامل عزل الصوت للألمنيوم الرغوي ذو الخلية المغلقة أكثر من 0.9 ؛

عندما يكون تردد الصوت بين 125 ~ 4000 هرتز ، يمكن أن يصل معامل امتصاص الصوت للألمنيوم الرغوي من خلال الفتحة إلى 0.8 ؛

أداء ممتاز للتدريع الكهرومغناطيسي

عندما يكون تردد الموجة الكهرومغناطيسية بين 2.6 ~ 18 جيجا هرتز. يمكن أن تصل قدرة التدريع الكهرومغناطيسي للألمنيوم الرغوي إلى 60 ~ 90 ديسيبل ؛

الموصلية الحرارية المنخفضة

الموصلية الحرارية للألمنيوم الرغوي ذو الخلية المغلقة تعادل تلك الموجودة في الرخام ؛ يتميز الألمنيوم الرغوي من خلال الفتحة بتبديد جيد للحرارة.

يعتمد أداء الرغوة بشكل أساسي على مساميتها وقطر المسام والمسامية ونوع المسام ومساحة السطح المحددة ومعلمات بنية المسام الأخرى. تعتمد معلمات بنية المسام بشكل أساسي على عملية التحضير.

تكنولوجيا تحضير الألمنيوم الرغوي

أصبحت تكنولوجيا تحضير الرغوة محورا بحثيا في مجال المواد الجديدة. فيما يلي مقدمة مفصلة لعملية تحضير رغوة الألمنيوم:

1. طريقة تلبيد المعادن الصلبة

معظم الألمنيوم الرغوي الذي تنتجه هذه الطريقة له هيكل من خلال الفتحة. هذا يرجع إلى حقيقة أن معظم جزيئات الألومنيوم متصلة ببعضها البعض من خلال التلبيد ، ويتم الاحتفاظ بالألمنيوم دائما صلبا.

1.1 طريقة رغوة مسحوق المعادن

مبدأ العملية هو خلط مسحوق الألومنيوم ومسحوق عامل الرغوة وضغطهما للحصول على تشكيل بهيكل محكم للغاز. سيؤدي تسخين التشكيل إلى تحلل عامل الرغوة وإطلاق الغاز ، مما يجبر التشكيل على التوسع للحصول على الألومنيوم الرغوي.

تدفق عملية طريقة رغوة مسحوق المعادن:

الميزات: أولا ، بالمقارنة مع الطرق الأخرى ، فإن تركيبة السبائك المتاحة أكثر شمولا ، مما يؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية للألمنيوم الرغوي ؛ ثانيا ، يمكنها تصنيع المكونات ذات الأشكال المعقدة مباشرة.

العيب هو أن نطاق معلمات العملية لهذه الطريقة ضيق ، والتكلفة مرتفعة ، وحجم الألمنيوم الرغوي المنتج محدود.

1.2 تلبيد مسحوق فضفاض

تستخدم هذه الطريقة في الغالب لإعداد النحاس الرغوي. نظرا لأن فيلم الأكسيد الكثيف على سطح مسحوق الألومنيوم سيمنع الجسيمات من التلبيد معا ، فمن الصعب نسبيا تحضير رغوة الألمنيوم بطريقة تلبيد المسحوق السائب. في هذا الوقت ، يمكن تدمير فيلم الأكسيد عن طريق التشوه لجعل الجسيمات تلتصق ببعضها البعض بسهولة أكبر ؛ أو أضف المغنيسيوم والنحاس وعناصر أخرى لتشكيل سبيكة سهلة الانصهار عند التلبيد عند 595 ~ 625 °C.

تتضمن طريقة الإنتاج هذه ثلاث عمليات:

الميزات: المزايا هي عملية بسيطة ومنخفضة التكلفة. العيوب هي مسامية منخفضة وقوة مادية منخفضة. إذا تم استخدام الألياف بدلا من المسحوق ، يمكن أيضا الحصول على مواد مسامية.

1.3 طريقة صب الطين

تتمثل طريقة تشكيل الملاط في تشكيل تعليق لمسحوق الألومنيوم المعدني ، عامل الرغوة (حمض الهيدروفلوريك ، هيدروكسيد الألومنيوم أو حمض الفوسفوريك) ، مضافات التفاعل والناقل العضوي. حركه في حالة تحتوي على رغوة ، ثم ضعه في القالب للتدفئة والتحميص. ثم يبدأ الملاط في أن يصبح لزجا ، ومع الغاز المتولد ، يبدأ في التمدد ، وأخيرا يحصل على الألومنيوم الرغوي بقوة معينة.

إذا تم سكب الملاط مباشرة في رغوة البوليمر ، فيمكن تحلل مادة البوليمر حراريا عن طريق التسخين ، ويمكن أيضا تصنيع مادة رغوة الخلية المفتوحة بعد التلبيد.

تتضمن طريقة الإنتاج هذه:

الميزات: الألمنيوم الرغوي المنتج له قوة منخفضة وشقوق.

1.4 طريقة حل التلبيد

يتم خلط مسحوق الألومنيوم ومسحوق الملح بالتساوي وضغطهما في قضبان. أثناء عملية الضغط ، يحافظ مسحوق الملح بشكل أساسي على مظهره الأصلي. يخضع مسحوق الألمنيوم لتشوه البلاستيك ويملأ الفجوة بين جزيئات الملح لتشكيل مصفوفة شبكة مستمرة. بعد ذلك ، يتم تلبيد القضبان لدمج مصفوفة الألمنيوم الشبكية في الكل. أخيرا ، يتم وضع عينة البليت الملبدة في الماء الساخن ، ويتم ترشيح جزيئات الملح في البليت للحصول على أجزاء موحدة من الألومنيوم الرغوي مفتوح الخلية.

تتضمن العملية:

الميزات: الميزة هي أنه من خلال تحديد شكل وحجم الجسيمات لمسحوق الملح ، يمكن التحكم في شكل وحجم الثقوب ضمن نطاق معين ؛ يمكن التحكم في المسامية بدقة من خلال نسبة حجم المسحوق المختلط ؛ يمكن أن تنتج مواد رغوة متدرجة ؛ يمكنها تصنيع المنتجات الصافية. المعدات بسيطة وسهلة لتحقيق الإنتاج الضخم.

القيد هو أنه يمكن الحصول على الألومنيوم الرغوي متوسط الكثافة فقط مع نطاق مسام 50٪ ~ 80٪ ؛ من السهل أن يبقى كلوريد الصوديوم في المنتج النهائي ، مما يتسبب في تآكل محلي لقاعدة الألومنيوم ؛ دورة العملية طويلة.

1.5 طريقة الهيكل العظمي المجوف ثلاثي الأبعاد

يتم تحويل المعدن السائل إلى سيراميك بهيكل شبكي 3D هيكل عظمي مجوف ، ويتم تبريده ، ثم تتم إزالة الهيكل العظمي.

تتضمن العملية:

الميزات: مسامية الرغوة قابلة للتعديل ، والعملية مرهقة ، والتكلفة مرتفعة قليلا ، ومجموعة المنتجات محدودة ، لذا فإن الترويج لها وتطبيقها محدودان.

1.6 تلبيد الألياف

تتمثل عملية هذه الطريقة في الحصول أولا على سلك الألمنيوم عن طريق الرسم الميكانيكي أو طرق أخرى ، ثم تحويل سلك الألمنيوم إلى حلقة لباد عن طريق صب الملاط أو حلقة اللباد الميكانيكية ، ثم تلبيدها لتحقيق القوة والمسامية المطلوبة.

العملية هي كما يلي:

ميزة طريقة تلبيد الألياف هي أنها يمكن أن تحصل على مسامية أعلى من تلبيد المسحوق. يتم الحفاظ على الخصائص الهيكلية للمادة عند أقصى مسامية. في نفس المسامية ، تكون قوة وصلابة الألمنيوم الرغوي الناتج عن هذه الطريقة أعلى من تلك التي تنتجها طريقة تعدين المساحيق. ومع ذلك ، فإن تكلفة هذه الطريقة مرتفعة.

1.7 طريقة تلبيد الإسفنج المنقوع بالملاط

تتمثل الطريقة في تحويل المواد العضوية الإسفنجية إلى سلائف عضوية بالشكل المطلوب ، ثم استخدام الملاط الذي يحتوي على مسحوق الألومنيوم المعدني المراد معالجته لاختراقه (حامل التعليق هو الماء والسائل العضوي). يتم تجفيف السلائف العضوية المنقوعة لإزالة المذيبات ، وتلبيدها وتبريدها للحصول على الألومنيوم الرغوي ذو المسامية العالية والهيكل ثلاثي الأبعاد.

تدفق العملية تقريبا كما يلي:

الميزات: يتأثر بشكل رئيسي باختيار ومعالجة السلائف العضوية ، وتكوين الملاط ، واختيار المواد المضافة ، ودرجة حرارة التلبيد وعوامل أخرى.

2. تصلب المعادن السائلة

هذه الطريقة هي إنتاج هيكل الرغوة من خلال الألومنيوم السائل. يمكن أن تكون رغوية مباشرة من خلال سائل الألومنيوم. يمكن أيضا الحصول على المواد المسامية عن طريق صب المواد الرغوية أو عوامل تشكيل المسام المعبأة عن كثب.

2.1 طريقة رغوة النفخ المباشر

أولا ، أضف SiC و Al2O3 وما إلى ذلك إلى المعدن المنصهر ، وتشتت بشكل موحد لتحسين لزوجة الذوبان. ثم نفخ الغاز (مثل النيتروجين والغاز الخامل وما إلى ذلك) في قاع الذوبان. يتم تشكيل عدد كبير من المسام في المعدن السائل ثم يتم تبريدها وتصلبها.

الميزات: يمكن تحقيق الإعداد المستمر للمنتجات ؛ متطلبات بسيطة للمعدات ؛ مسامية المنتج يمكن التحكم فيها ؛ تكلفة منخفضة.

2.2 طريقة رغوة عامل الرغوة

أضف عامل الرغوة إلى ذوبان الألومنيوم وحركه بالتساوي. قم بتسخينه لجعل عامل الرغوة يتحلل لإنتاج الغاز. يتمدد الغاز والرغوة. بعد التبريد ، يتم الحصول على المعدن الرغوي. عادة ما يكون عامل الرغوة المستخدم هو هيدريد المعادن مثل TiH2 أو ZrH2.

الميزات: متطلبات المعدات البسيطة ، التكلفة المنخفضة ، والتحضير المستمر للمنتج. فترة زمنية قصيرة للرغوة ، تحكم صعب في درجة حرارة الرغوة ، توزيع غير متساو للفقاعات ، ضعف استنساخ المنتج ، إلخ.

2.3 صب التسرب

صب الترشيح هو تكديس الجسيمات القابلة للإزالة (مثل كلوريد الصوديوم) في القالب ، والضغط عليها في قضبان ، وصب المعدن بعد التسخين المسبق ، ثم إزالة الجسيمات لإعداد هيكل رغوي من خلال الفتحة مع ثقوب مترابطة.

مبدأ العملية:

رسم تخطيطي لجهاز طريقة التسرب الفراغي

الميزات: تحتوي عملية التحضير على معلمات قطر المسام التي يمكن التحكم فيها ، ونسبة عالية من خلال الثقب ، ومساحة سطح محددة كبيرة ، وتكلفة منخفضة ، وهي مناسبة للإنتاج الصناعي على نطاق واسع. العيب هو أنه بسبب التوتر السطحي العالي للمعادن السائلة ، لا يمكن ترطيب الجسيمات بالكامل ، لذلك لا يمكن سد الفجوة بين الجسيمات بالكامل.

2.4صب الاستثمار

تتمثل طريقة الصب الاستثمارية في غمر مادة رغوة البوليمر المقولبة في صهر السائل لملء فجوة الحراري. بعد تقوية المادة المقاومة للحرارة ، سوف يتبخر التسخين ويتحلل مادة الرغوة لتشكيل إطار ثلاثي الأبعاد على شكل مادة الرغوة الأصلية. صب الألمنيوم المصهور في قالب الصب ، وقم بإزالة المادة المقاومة للحرارة بعد التصلب ، ثم احصل على رغوة الألومنيوم بشبكة ثلاثية الأبعاد من خلال الثقوب.

رسم تخطيطي لمبدأ العملية:

رسم تخطيطي للمواد المسامية تم إعداده بواسطة صب الاستثمار

المزايا: يمكن تحضير معادن رغوية مختلفة ؛ هيكل الافتتاح ، تكرار الإنتاج الجيد والكثافة المستقرة نسبيا.

العيوب: انخفاض الإنتاج. غالي السعر.

2.5 تصلب سهل الانصهار بالغاز الصلب

يمكن أن تشكل العديد من السوائل المعدنية أنظمة سهلة الانصهار بالغازات (مثل الهيدروجين). إذا تم صهر هذه المعادن في جو هيدروجين عالي الضغط ، فيمكن الحصول على ذوبان موحد يحتوي على هيدروجين مفرط التشبع. في عملية التبريد والتصلب اللاحقة ، سيخضع الذوبان للتحول سهل الانصهار ويتحلل إلى مراحل صلبة وغازية. أثناء التصلب الاتجاهي ، نظرا لأن قابلية ذوبان الهيدروجين في المرحلة الصلبة والمرحلة السائلة تختلف اختلافا كبيرا ، فإن الهيدروجين المفرط التشبع سينفصل عن الطور الصلب لتكوين فقاعات ، وبالتالي الحصول على الألومنيوم الرغوي المطلوب.

رسم تخطيطي لمبدأ العملية:

رسم تخطيطي لعملية التصلب سهل الانصهار للغاز الصلب لإعداد المواد المسامية

الميزات: يمكن الحصول على الألومنيوم الرغوي عالي المسامية بأشكال مسامية متباينة الخواص ومتباين الخواص من خلال التحكم بدقة في ظروف التبريد (الضغط ، معدل التبريد ، اتجاه تبديد الحرارة).

2.6 طريقة تغذية الكرة

طريقة إضافة مادة الكرة هي إضافة جزيئات أو كرات مجوفة إلى ذوبان سبائك الألومنيوم وتقوية التحريك. والصب بينما لا يزال الذوبان في التدفق النسبي للحصول على مركب سبائك الألومنيوم والجزيئات. ثم يتم إذابة الجسيمات القابلة للذوبان في مجموعة سبائك الألومنيوم وإزالتها ، وأخيرا يتم الحصول على الألومنيوم الرغوي المسامي المتصل.

تدفق العملية تقريبا كما يلي:

الميزات: التوتر السطحي للمعدن السائل مرتفع ، ولا يمكن ترطيب الجسيمات أو الكرات المجوفة تماما ، لذلك لا يمكن ملء الفجوات بين الجسيمات بالكامل. الاستمرارية الهيكلية للألمنيوم الرغوي الذي تم الحصول عليه ضعيفة.

3. ترسب المعادن

3.1 الترسيب الكهربائي

المبدأ هو أن الألمنيوم الرغوي مطلي بالكهرباء في محلول ألومنيوم ألكيل مع بلاستيك رغوي معالج مسبقا ككاثود وصفيحة ألمنيوم نقية صناعية كأنود.

تدفق عملية طريقة الترسيب الكهربائي:

الميزات: من السهل التحكم في هيكل المسام ، وحجم المسام الصغير ، وحجم المسام الموحد ، والمسامية العالية ، وخصائص العزل الحراري والتخميد أفضل من خصائص الألمنيوم الرغوي المنتج بطريقة الصب. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها عملية طويلة ، عملية معقدة ، تكلفة عالية قليلا وسمك منتج محدود ، لذلك فإن تعميمها وتطبيقها محدودان.

3.2 طريقة ترسيب تبخر مرحلة البخار

هذه الطريقة هي تبخير الألمنيوم المعدني ببطء في جو خامل عالي (102 ~ 104Pa). تصطدم ذرات المعدن المتبخر وتنتشر مع جزيئات الغاز الخامل ، وتفقد الطاقة الحركية بسرعة. تظهر هذه العملية في العرض العياني مع انخفاض درجة حرارة بخار المعدن. ثم تتحد ذرات المعدن المتبخر مع بعضها البعض لتشكيل مجموعات ذرية قبل الوصول إلى الركيزة ، لذلك يمكن رؤية "دخان المعادن" في عملية التبخر. تستمر هذه المجموعات في التبريد والترسب على الركيزة بغاز خامل. نظرا لصعوبة ترحيل الذرات عند درجة حرارة منخفضة أو نشرها ، يتم تكديس جزيئات "الدخان المعدني" بشكل فضفاض لتشكيل بنية رغوة مجوفة.

رسم تخطيطي لمبدأ العملية:

رسم تخطيطي لعملية الترسيب التبخيري لمرحلة البخار

الميزات: يتأثر تكوين الرغوة المعدنية بالعديد من العوامل ، مثل المواد المعدنية ، وطاقة التسخين ، وضغط الغاز الخامل ، ونوع سخان مصدر التبخير وبعده عن الركيزة ، ومواد الركيزة. تعد طاقة التسخين وضغط الغاز الخامل ومعدل تدفق الغاز الخامل من أهم معلمات التحكم.

3.3 ترسب البداية

ترسب الرش هو رش المسحوق بالتساوي بغاز خامل على معدن سبائك الألومنيوم باستخدام تقنية الرش. ثم يتم تسخينه إلى نقطة انصهار المعدن ، بحيث يتمدد الغاز المضاف إلى المعدن ويشكل ثقوبا كثيفة موزعة بشكل موحد. بعد التبريد ، وهي مصنوعة من منتجات الألمنيوم الرغوي مع شبكة كثيفة.

رسم تخطيطي لمبدأ العملية:

رسم تخطيطي لترسيب البداية

الميزات: من خلال التحكم في الضغط الجزئي للغاز الخامل في الترسيب ، يمكن التحكم في جزء حجم مسام المنتج الذي تم الحصول عليه.

3.4 الطلاء الكهربائي بالملح المنصهر

يتم تحضير الألمنيوم الرغوي عن طريق الترسيب الكهربائي في الملح المصهور مع البلاستيك الرغوي مثل الكاثود وصفيحة الألمنيوم كأنود.

رسم تخطيطي لمبدأ العملية:

رسم تخطيطي لمبدأ عملية الطلاء الكهربائي

الميزات: الألومنيوم الرغوي لديه مسامية عالية وحتى المسام.

4. الآخرين

تستخدم الطرق التالية بشكل أساسي للبحث العلمي أو الإنتاج التجريبي للدفعات الصغيرة ، ولا تستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي.

4.1 طريقة الرغوة الثانوية

طريقة الرغوة الثانوية هي طريقة تحضير للألمنيوم الرغوي تجمع بين مزايا طريقة رغوة تعدين المساحيق وطريقة الرغوة الذائبة. تتمثل العملية الفنية في إضافة عامل زيادة اللزوجة (Ca ، Al2O3 ، إلخ) إلى ذوبان الألومنيوم وتحريكه بالتساوي. أضف عامل الرغوة (TiH2 المعالج مسبقا) تحت ظروف درجة الحرارة واللزوجة المناسبة. يتم تشتيتها بشكل موحد ، ويتم صب المصهور في القالب للتبريد السريع والتصلب قبل أن يتحلل TiH2 للحصول على سلائف الرغوة. عندما يتم تسخين السلائف الرغوية إلى درجة حرارة معينة ، يبدأ TiH2 في السلائف في التحلل والرغوة ، وأخيرا يتم تحضير الألمنيوم الرغوي.

4.2 طريقة الكرة المعدنية المجوفة

تتمثل الطريقة في تكوين بنية مسامية عن طريق ربط الكرات المعدنية المجوفة معا من خلال التلبيد. يمكن الحصول على الكرات المعدنية المجوفة عن طريق التخليق الكيميائي والترسيب الكهربائي لطبقة من المعدن على سطح كرات البوليمر ، ثم تتم إزالة كرات البوليمر.

هناك العديد من عمليات تحضير الألمنيوم الرغوي ، ولكل طريقة مزاياها وعيوبها. في الإنتاج العملي ، يتم استخدام طريقة الرغوة الذائبة ، طريقة صب الترشيح ، طريقة رغوة تعدين المسحوق والطريقة الكهروكيميائية على نطاق واسع. تستخدم العمليات الأخرى بشكل أساسي للبحث العلمي أو إنتاج تجارب الدفعات الصغيرة.

تطبيق رغوة الألومنيوم

تطبيق رغوة الألومنيوم في السيارات

يشمل تطبيق الألمنيوم الرغوي في صناعة السيارات بشكل أساسي الهيكل خفيف الوزن وهيكل امتصاص الطاقة وهيكل نقل الحرارة التخميد ، كما هو موضح في الشكل أدناه. تمثل الدوائر الثلاث مجالات تطبيق مختلفة ، وتوضح الأحرف الموجودة على السطح الخارجي للدائرة مزايا وخصائص الألومنيوم الرغوي المقابلة لمجالات التطبيق الثلاثة. يمثل الجزء المتداخل من دائرتين التكامل الوظيفي المزدوج للألمنيوم الرغوي. التطبيق المثالي هو التكامل متعدد الوظائف الذي يمثله ثلاث دوائر صدفة.

يتم إنتاج هذا الألمنيوم الرغوي بطريقة "نفخ الغاز في المعدن السائل". في هذه العملية ، عادة ما يتم صهر مادة المصفوفة (الألومنيوم المطروق أو سبائك الألومنيوم المصبوب) بمعدات الصب التقليدية ، ثم تتم إضافة 10٪ ~ 30٪ (حجم) من عامل زيادة اللزوجة (جزيئات SiC أو Al2O3) ، ويتم توزيع عامل زيادة اللزوجة بشكل موحد عن طريق التحريك في المحرض.

صب الذوبان المختلط في وعاء به قمع ، وحقن الغاز في المحرض من خلال فوهة صغيرة لتشكيل فقاعات صغيرة مشتتة. يمكن التحكم في حجم الفقاعة عن طريق ضبط معدل تدفق الغاز وتصميم المحرض (عدد وحجم الفوهات) وسرعة الخلط. ترتفع الفقاعات إلى السطح وتتجمع.

يمكن لجزيئات السيراميك المحاطة بالفقاعات تثبيت جدار المسام وتأخير اندماج الفقاعات مع واجهات مناسبة ؛ في الوقت نفسه ، يمكن أن يزيد أيضا من لزوجة الذوبان ويبطئ معدل ارتفاع الفقاعات. يتم نقل الرغوة المعدنية السائلة عبر الحزام الناقل وتبريدها وتصلبها في نفس الوقت للحصول على رغوة خلية مغلقة.

تتأثر الكثافة النسبية للرغوة بشكل أساسي بمعلمات العملية ، مثل سرعة التحريك ومعدل تدفق الغاز وعدد الجسيمات في ظروف الذوبان والتصلب. كحشو لمنتجات السيارات ، تم استخدام الألمنيوم الرغوي على نطاق واسع في سيارات GAOFISHER الألمانية.

الألومنيوم رغوة تشالكو لديه أداء ممتاز. يمكن لغطاء المحرك المصنوع من الألومنيوم الرغوي Chalco مقاومة تأثير شكل الرأس 11m / s ، والذي يمكن أن يحمي الركاب بشكل فعال. يمكن لصندوق امتصاص الطاقة المملوء بالألمنيوم الرغوي من تشالكو أن يتحمل تأثير 5 م / ث.

تبلغ قوة الانحناء للأعمدة A و B المملوءة بالألومنيوم الرغوي Chalco ثلاثة أضعاف قوة الأعمدة المجوفة. يمكن للألمنيوم الرغوي Chalco صب هيكل مضلع معقد ، وبالتالي تبسيط تصميم القالب وطرق المعالجة.

معلمات الأداء الرئيسية للألمنيوم الرغوي Chalco:

الكثافة النسبية ρ / ρS = 0.02GPa ~ 0.2GPa ،

معامل يونغ E = 0.02GPa ~ 210GPa ،

معامل القص G = 0.01GPa ~ 1.0GPa ،

معامل الانحناء Ef=0.03GPa ~ 3.3GPa,

نسبة بواسون υ = 0.31 ~ 0.34 ،

قوة الانضغاط σ C = 0.04 ميجا باسكال ~ 7.0 ميجا باسكال ،

قوة الشد σ T = 0105MPa ~ 8.5MPa ،

الموصلية الحرارية λ = 0.3W / (م ・ كلفن) ~ 10 واط / (م ・ كلفن).

يظهر في الشكل تطبيق قطع غيار السيارات المصنوعة من هيكل شطيرة الألومنيوم الرغوي في السيارات.

بالإضافة إلى التطبيقات المحددة في الشكل ، يمكن أيضا استخدام الألمنيوم الرغوي في هيكل امتصاص طاقة التأثير بين العارضة الطولية الأمامية ، والعارضة الطولية الخلفية ، والمصد والشاسيه ، والأجهزة الداخلية والأجزاء الزخرفية ، والحاجز ، ولوحة الغطاء العلوي ، والعارضة الطولية للغطاء العلوي ، والحجاب الحاجز الخلفي ، وقضيب التوصيل ، والمكبس ، وذراع التحكم السفلي ، وترس ناقل الحركة ، وكتلة الأسطوانة ، مكبس اسطوانة الفرامل ، كاتم الصوت ، إلخ.

تطبيق الألومنيوم الرغوي في السكك الحديدية عالية السرعة والنقل

هيكل مضاد للتصادم لقطار السكك الحديدية عالي السرعة

هناك خطر أمني خفي خطير من تصادم القطارات عالية السرعة ، بسبب القطارات بدون هيكل فعال مضاد للتصادم. باستخدام عمود امتصاص طاقة أنبوب الألمنيوم المملوء برغوة الألومنيوم ، صنع هيكل مضاد للتصادم برأس قاطرة موضح أدناه ، هيكل مضاد للتصادم بين العربات الموضحة أدناه ، عندما تكون سرعة القطار أقل من 70 كم ، يمكن للهيكل المضاد للتصادم امتصاص كل طاقة التأثير ، بحيث يتم تخزين القطار مؤقتا وإيقافه ، وذلك لضمان سلامة حياة الركاب.

حاجز الصوت مصنوع من رغوة الألومنيوم على خط السكك الحديدية عالية السرعة

حاجز الصوت لخط السكك الحديدية عالية السرعة في الوقت الحاضر هو منتج مزيف ، صندوق امتصاص الصوت الخاص به بسمك 140 مم ، ومناسب لتردد 100 ~ 200 هرتز من الضوضاء منخفضة التردد ، ولا يحتوي على وظيفة امتصاص الصوت وتقليل الضوضاء ، ولكن ضوضاء خط السكك الحديدية عالية السرعة عالية التردد (تردد 1000 ~ 2000 هرتز). صندوق صوت رغوة الألومنيوم مصنوع من لوح امتصاص صوت من الألومنيوم الرغوي بسمك 10 ~ 15 مم ولوح تقسيم فولاذي مجلفن من النوع المطوي في المنتصف ، تجويفه 0 ~ 30 مم. اللوحة الخلفية مصنوعة من صفيحة مجلفنة بسمك 1 مم ، كما هو موضح أدناه. هذا النوع من حاجز الصوت للتكيف مع تردد ضوضاء السكك الحديدية عالية السرعة من 500Hz ~ 2000Hz ، يمكن أن يكون أكثر من 20 ديسيبل تقليل الضوضاء.

حافلة مدرسية آمنة مصنوعة من رغوة الألومنيوم

قبل وبعد شعاع السلامة المضاد للتصادم للحافلة المدرسية مصنوع باستخدام عمود امتصاص أنبوب الألومنيوم المملوء برغوة الألومنيوم ، سطحه مصنوع من صفيحة فولاذية بسمك 1 ~ 2 مم. يمكن للشعاع المضاد للتصادم امتصاص معظم طاقة التأثير عند اصطدام الحافلة المدرسية. العمود المستقيم للجسم والعارضة المتقاطعة مصنوعان من أنبوب فولاذي مربع مملوء برغوة الألومنيوم ، وستزداد قدرته على مقاومة الانقلاب.

حاجز الصوت رغوة الألومنيوم على الطريق السريع

تم بناء حاجز صوت رغوة الألومنيوم في العديد من المدن ، لوحة امتصاص رغوة الألومنيوم هي

800 مم × 2000 مم ، تجويفه 70 مم ، يمكن تقليل الضوضاء 20 ديسيبل.

تطبيق رغوة الألومنيوم في الصناعة العسكرية

غطاء فتحة الصواريخ الخفيفة

غطاء فتحة الصاروخ مصنوع من مواد خرسانية مسلحة ، يصل وزنه إلى أكثر من 600 طن ، ثقيل جدا ، صعوبة في الفتح والإغلاق. غطاء فتحة الصواريخ الجديد المصنوع من لوحة الدروع ورغوة الألومنيوم ، يمكن أن يجعل قوة مضادة للانفجار أكثر من 10000 ميجا باسكال ، والقدرة المضادة لاختراق الدروع من الغطاء الأصلي ، ويتم تقليل وزنه إلى 1/6.

في زمن الحرب سريع التركيب جسر كبير مصنوع من رغوة الألومنيوم

في زمن الحرب ، تحتاج القوات المدرعة إلى جسر دعم سريع التركيب عبر النهر والخندق. جسر الدعم سريع التركيب في الداخل والخارج مصنوع من الفولاذ ، ويبلغ طوله الأقصى 53 مترا. يمكن تصنيع الجسر الذي يبلغ طوله 70 مترا بمواد رغوة الألومنيوم ، كما هو موضح أدناه.

باب انفجار الضوء

يعتمد الباب الحالي المقاوم للانفجار على الخرسانة المسلحة وهيكل الألواح الفولاذية ، وسمكه الإجمالي 300 ~ 400 مم. تبلغ القدرة القصوى على مقاومة الانفجار لباب الانفجار حوالي 3 ميجا باسكال ، لكن وزنه 20 ~ 30 طنا ، لذا فإن صعوبة الفتح والإغلاق. هيكل الباب الخفيف المقاوم للانفجار مصنوع من رغوة الألومنيوم ، لوحه مصنوع من صفيحة فولاذية كربونية بسمك 5 مم ورغوة الألومنيوم الوسيطة بسمك حوالي 100 مم. تصل قدرة هذا النوع من أبواب الانفجار 870 إلى أكثر من 1000 ميجا باسكال ، لكن وزنها ينخفض إلى عدة أطنان.

سطح رحلة شطيرة رغوة الألومنيوم لحاملة الطائرات

عندما هبطت الطائرة على سطح طيران حاملة الطائرات ، بسبب تأثير الارتداد ، لا يمكن بسهولة القبض عليها بواسطة مرفق الكابل ، مما يؤدي إلى عدم توقف بعض الطائرات على سطح السفينة. باستخدام سطح الطيران شطيرة رغوة الألومنيوم ، يتم تقليل ارتفاع ارتداد الطائرة بأكثر من 50٪ ، مما يضمن انزلاق الطائرة السلس ، مما يزيد من فرصة القبض عليه عن طريق توصيل الكابل. بالإضافة إلى ذلك ، ستتحسن مقاومة الانفجار والقدرة القتالية المضادة للصواريخ بشكل كبير.

طاولة عازلة محمولة جوا للمعدات الثقيلة مصنوعة من رغوة الألومنيوم

الروسية المحمولة جوا 20 طنا من المعدات تعتمد بالون كبير بارتفاع 4 أمتار ، لا مستقرة عند الهبوط. باستخدام عمود امتصاص الطاقة لأنبوب الألومنيوم الرغوي ، يمكن تصنيع وسادة عازلة محمولة جوا للمعدات الثقيلة كما هو موضح أدناه يبلغ ارتفاعها حوالي 500 مم ، ويمكن إسقاط 20 طنا من المعدات ، لضمان الهبوط السلس ومعدات السلامة.