สรุปขั้นตอนการเตรียมโฟมอลูมิเนียมและกรณีการใช้งาน

โฟมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ, เช่นความพรุนสูง, พื้นที่ผิวจําเพาะขนาดใหญ่, ความแข็งแรงจําเพาะสูง, ความแข็งจําเพาะสูง, การดูดซับพลังงานที่ดี, ประสิทธิภาพการหน่วงและการดูดซับแรงกระแทก, ทนต่อการกัดกร่อน, ทนต่ออุณหภูมิสูง, ป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า, ปลอดสารพิษ, การประมวลผลง่าย, การรักษาพื้นผิวเคลือบ, ฯลฯ. เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ดีเยี่ยมโลหะโฟมจึงสามารถใช้เป็นทั้งวัสดุโครงสร้างและวัสดุที่ใช้งานได้

คุณสมบัติของโฟมอลูมิเนียม

โฟมอลูมิเนียมเป็นวัสดุที่มีรูพรุนชนิดหนึ่งที่มีฟองอากาศจํานวนมากกระจายอยู่ในเมทริกซ์โลหะอลูมิเนียม โครงสร้างพิเศษกําหนดว่ามีคุณสมบัติพิเศษที่โลหะขนาดกะทัดรัดจํานวนมากไม่มี

ลักษณะโครงสร้างของโฟมอลูมิเนียม

องค์ประกอบของโครงกระดูกโลหะและโครงสร้างรูพรุนสามารถควบคุมได้ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกัน

รูรับแสงขนาดใหญ่: 0.3-7mm;

โครงสร้างรูขุมขนที่หลากหลาย: เซลล์ปิด, อลูมิเนียมโฟมผ่านรูและไมโครรู;

ความพรุนสูงและควบคุมได้: 63% - 90%;

พื้นที่ผิวจําเพาะขนาดใหญ่: 10-45cm / cm2

คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพของโฟมอลูมิเนียม

น้ำหนัก เบา

ความหนาแน่นเพียง 10% - 40% ของโลหะอลูมิเนียม

ความแข็งจําเพาะสูง

ความแข็งดัดคือ 1.5 เท่าของเหล็ก

การดูดซับพลังงานหน่วงและแรงกระแทกสูง

ประสิทธิภาพการทําให้หมาด ๆ คือ 5-10 เท่าของอลูมิเนียมโลหะ

ฉนวนกันเสียงที่ดี (รูปิด) และการดูดซับเสียง (รูทะลุ)

เมื่อความถี่อะคูสติกอยู่ระหว่าง 800 ~ 4000HZ ค่าสัมประสิทธิ์ฉนวนกันเสียงของอลูมิเนียมโฟมเซลล์ปิดมากกว่า 0.9;

เมื่อความถี่เสียงอยู่ระหว่าง 125 ~ 4000HZ ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงของอลูมิเนียมโฟมผ่านรูสามารถเข้าถึง 0.8;

ประสิทธิภาพการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม

เมื่อความถี่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 2.6 ~ 18 GHz ความสามารถในการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าของโฟมอลูมิเนียมสามารถเข้าถึง 60 ~ 90dB;

การนําความร้อนต่ํา

การนําความร้อนของอลูมิเนียมโฟมเซลล์ปิดเทียบเท่ากับหินอ่อน อลูมิเนียมโฟมเจาะรูมีการกระจายความร้อนที่ดี

ประสิทธิภาพของโฟมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความพรุนเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนผ่านความพรุนประเภทรูพรุนพื้นที่ผิวจําเพาะและพารามิเตอร์โครงสร้างรูพรุนอื่น ๆ พารามิเตอร์โครงสร้างรูพรุนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับกระบวนการเตรียม

เทคโนโลยีการเตรียมโฟมอลูมิเนียม

เทคโนโลยีการเตรียมโฟมได้กลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยในด้านวัสดุใหม่ ต่อไปนี้เป็นการแนะนําโดยละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนการเตรียมโฟมอลูมิเนียม:

1. วิธีการเผาโลหะแข็ง

โฟมอลูมิเนียมส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยวิธีนี้มีโครงสร้างรูทะลุ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอนุภาคอลูมิเนียมส่วนใหญ่เชื่อมต่อกันผ่านการเผาผนึก, และอลูมิเนียมจะแข็งอยู่เสมอ.

1.1 วิธีการเกิดฟองผงโลหะ

หลักการของกระบวนการคือการผสมผงอลูมิเนียมและผงตัวแทนฟองและบีบอัดเพื่อให้ได้พรีฟอร์มที่มีโครงสร้างแน่นของก๊าซ การให้ความร้อนแก่พรีฟอร์มจะทําให้สารทําให้เกิดฟองสลายตัวและปล่อยก๊าซออกมา, บังคับให้พรีฟอร์มขยายตัวเพื่อให้ได้โฟมอลูมิเนียม.

การไหลของกระบวนการของวิธีการเกิดฟองผงโลหะ:

คุณสมบัติ: ประการแรก, เมื่อเทียบกับวิธีอื่น, องค์ประกอบของโลหะผสมที่มีอยู่นั้นกว้างขวางกว่า, ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโฟมอลูมิเนียม; ประการที่สอง สามารถผลิตส่วนประกอบที่มีรูปร่างซับซ้อนได้โดยตรง

ข้อเสียคือช่วงพารามิเตอร์กระบวนการของวิธีนี้แคบ ต้นทุนสูง และขนาดของโฟมอลูมิเนียมที่ผลิตมีจํากัด

1.2 การเผาผนึกผงหลวม

วิธีนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในการเตรียมโฟมทองแดง เนื่องจากฟิล์มออกไซด์หนาแน่นบนพื้นผิวของผงอลูมิเนียมจะป้องกันไม่ให้อนุภาคเผาผนึกเข้าด้วยกัน, การเตรียมโฟมอลูมิเนียมด้วยวิธีเผาผนึกแบบผงหลวมจึงค่อนข้างยาก. ในเวลานี้ฟิล์มออกไซด์สามารถถูกทําลายได้โดยการเสียรูปเพื่อให้อนุภาคเกาะติดกันได้ง่ายขึ้น หรือเพิ่มแมกนีเซียมทองแดงและองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อสร้างโลหะผสมยูเทคติกเมื่อเผาผนึกที่อุณหภูมิ 595 ~ 625 °C

วิธีการผลิตนี้ประกอบด้วยสามกระบวนการ:

คุณสมบัติ: ข้อดีคือกระบวนการที่ง่ายและต้นทุนต่ํา ข้อเสียคือความพรุนต่ําและความแข็งแรงของวัสดุต่ํา หากใช้เส้นใยแทนผงก็สามารถหาวัสดุที่มีรูพรุนได้

1.3 วิธีการปั้นสารละลาย

วิธีการขึ้นรูปสารละลายคือการสร้างสารแขวนลอยของผงโลหะอลูมิเนียมสารทําให้เกิดฟอง (กรดไฮโดรฟลูออริกอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์หรือกรดออร์โธฟอสฟอริก) สารเติมแต่งปฏิกิริยาและตัวพาอินทรีย์ ผัดให้อยู่ในสถานะที่มีโฟมแล้วใส่ลงในแม่พิมพ์เพื่อให้ความร้อนและการคั่ว จากนั้นสารละลายจะเริ่มเหนียวและเมื่อก๊าซที่สร้างขึ้นมันจะเริ่มขยายตัวและในที่สุดก็ได้โฟมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรง

หากสารละลายถูกเทลงในโฟมโพลีเมอร์โดยตรงวัสดุโพลีเมอร์สามารถไพโรไลซ์ได้โดยการให้ความร้อนและวัสดุโฟมเซลล์เปิดสามารถทําได้หลังจากการเผาผนึก

วิธีการผลิตนี้รวมถึง:

คุณสมบัติ: โฟมอลูมิเนียมที่ผลิตมีความแข็งแรงและรอยแตกต่ํา

1.4 วิธีการละลายการเผาผนึก

ผงอลูมิเนียมและผงเกลือผสมกันอย่างสม่ําเสมอและกดลงในบิลเล็ต ในระหว่างกระบวนการกดผงเกลือโดยทั่วไปจะคงรูปลักษณ์ดั้งเดิมไว้ ผงอลูมิเนียมผ่านการเสียรูปพลาสติกและเติมช่องว่างระหว่างอนุภาคเกลือเพื่อสร้างเมทริกซ์เครือข่ายต่อเนื่อง จากนั้นเหล็กแท่งจะถูกเผาเพื่อรวมเมทริกซ์อลูมิเนียมร่างแหเข้าด้วยกัน ในที่สุด, ตัวอย่างเหล็กแท่งเผาจะถูกวางไว้ในน้ําร้อน, และอนุภาคเกลือในเหล็กแท่งจะถูกกรองออกเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนอลูมิเนียมโฟมเซลล์เปิดที่สม่ําเสมอ.

กระบวนการนี้ประกอบด้วย:

คุณสมบัติ: ข้อดีคือการเลือกรูปร่างและขนาดอนุภาคของผงเกลือทําให้สามารถควบคุมรูปร่างและขนาดของรูได้ภายในช่วงที่กําหนด ความพรุนสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําโดยอัตราส่วนปริมาตรของผงผสม สามารถผลิตวัสดุโฟมไล่ระดับสี สามารถผลิตผลิตภัณฑ์สุทธิ อุปกรณ์นี้ง่ายและง่ายต่อการผลิตจํานวนมาก

ข้อจํากัดคือสามารถรับได้เฉพาะอะลูมิเนียมโฟมความหนาแน่นปานกลางที่มีช่วงรูพรุน 50%~80% เท่านั้น โซเดียมคลอไรด์นั้นง่ายต่อการคงอยู่ในผลิตภัณฑ์สําเร็จรูปทําให้เกิดการกัดกร่อนของฐานอลูมิเนียมในท้องถิ่น วงจรกระบวนการมีความยาว

1.5 วิธีโครงกระดูกสามมิติกลวง

โลหะเหลวถูกหล่อเป็นเซรามิกที่มีโครงสร้างตาข่าย 3 มิติโครงกระดูกกลวงระบายความร้อนแล้วโครงกระดูกจะถูกลบออก

กระบวนการนี้ประกอบด้วย:

คุณสมบัติ: ความพรุนของโฟมสามารถปรับได้การดําเนินการยุ่งยากค่าใช้จ่ายสูงเล็กน้อยและกลุ่มผลิตภัณฑ์มี จํากัด ดังนั้นโปรโมชั่นและการใช้งานจึงมี จํากัด

1.6 การเผาผนึกไฟเบอร์

กระบวนการของวิธีนี้คือการได้ลวดอลูมิเนียมก่อนโดยการวาดเชิงกลหรือวิธีอื่น ๆ, จากนั้นทําลวดอลูมิเนียมเป็นแหวนสักหลาดโดยการหล่อสารละลายหรือแหวนสักหลาดเชิงกล, แล้วเผาเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความพรุนที่ต้องการ.

กระบวนการมีดังนี้:

ข้อดีของวิธีการเผาผนึกเส้นใยคือสามารถรับความพรุนได้สูงกว่าการเผาผนึกแบบผง คุณสมบัติโครงสร้างของวัสดุจะคงอยู่ที่ความพรุนสูงสุด ที่ความพรุนเดียวกัน, ความแข็งแรงและความเหนียวของโฟมอลูมิเนียมที่ผลิตโดยวิธีนี้สูงกว่าวิธีผงโลหะ. อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายของวิธีนี้สูง

1.7 วิธีการเผาผนึกฟองน้ําแช่สารละลาย

วิธีการคือการทําสารอินทรีย์ที่เป็นรูพรุนให้เป็นสารตั้งต้นอินทรีย์ที่มีรูปร่างที่ต้องการจากนั้นใช้สารละลายที่มีผงโลหะอลูมิเนียมเพื่อนําไปแปรรูปเพื่อเจาะ (ตัวพาของสารแขวนลอยคือน้ําและของเหลวอินทรีย์) สารตั้งต้นอินทรีย์ที่แช่จะถูกทําให้แห้งเพื่อขจัดตัวทําละลายเผาและทําให้เย็นลงเพื่อให้ได้โฟมอลูมิเนียมที่มีความพรุนสูงและโครงสร้างสามมิติ

การไหลของกระบวนการมีดังนี้:

คุณสมบัติ: ส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากการเลือกและการปรับสภาพสารตั้งต้นอินทรีย์องค์ประกอบของสารละลายการเลือกสารเติมแต่งอุณหภูมิการเผาผนึกและปัจจัยอื่น ๆ

2. การแข็งตัวของโลหะเหลว

วิธีนี้คือการผลิตโครงสร้างโฟมผ่านอลูมิเนียมเหลว สามารถโฟมได้โดยตรงผ่านของเหลวอลูมิเนียม วัสดุที่มีรูพรุนสามารถหาได้จากการหล่อวัสดุโฟมหรือสารขึ้นรูปรูพรุนที่บรรจุอย่างใกล้ชิด

2.1 วิธีการเป่าฟองโดยตรง

ขั้นแรก ให้เติม SiC, Al2O3 เป็นต้น ลงในโลหะหลอมเหลว และกระจายตัวอย่างสม่ําเสมอเพื่อปรับปรุงความหนืดหลอมเหลว จากนั้นเป่าก๊าซ (เช่น ไนโตรเจน ก๊าซเฉื่อย ฯลฯ) ลงไปที่ด้านล่างของการหลอมเหลว รูพรุนจํานวนมากเกิดขึ้นในโลหะเหลวจากนั้นทําให้เย็นลงและแข็งตัว

คุณสมบัติ: สามารถรับรู้การเตรียมผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง ข้อกําหนดง่ายๆสําหรับอุปกรณ์ ความพรุนของผลิตภัณฑ์สามารถควบคุมได้ ราคาถูก.

2.2 วิธีการทําให้เกิดฟอง

เพิ่มสารทําให้เกิดฟองลงในอลูมิเนียมละลายแล้วคนให้เข้ากัน ให้ความร้อนเพื่อให้สารทําให้เกิดฟองสลายตัวเพื่อผลิตก๊าซ ก๊าซขยายตัวและเกิดฟอง หลังจากระบายความร้อนแล้วจะได้โลหะโฟม สารทําให้เกิดฟองที่ใช้มักจะเป็นโลหะไฮไดรด์ เช่น TiH2 หรือ ZrH2

คุณสมบัติ: ความต้องการอุปกรณ์อย่างง่ายต้นทุนต่ําและการเตรียมผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง ช่วงเวลาการเกิดฟองสั้น, การควบคุมอุณหภูมิฟองยาก, การกระจายฟองที่ไม่สม่ําเสมอ, ความสามารถในการทําซ้ําของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ดี ฯลฯ

2.3 การหล่อแบบซึม

การหล่อแบบ Percolation คือการซ้อนอนุภาคที่ถอดออกได้ (เช่น NaCl) ในแม่พิมพ์กดลงในเหล็กแท่งเทโลหะหลังจากอุ่นแล้วนําอนุภาคออกเพื่อเตรียมโครงสร้างโฟมผ่านรูที่มีรูที่เชื่อมต่อถึงกัน

หลักการกระบวนการ:

แผนผังของอุปกรณ์วิธีการซึมสูญญากาศ

คุณสมบัติ: กระบวนการเตรียมมีพารามิเตอร์เส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนที่ควบคุมได้อัตราส่วนผ่านรูสูงพื้นที่ผิวจําเพาะขนาดใหญ่ต้นทุนต่ําและเหมาะสําหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ข้อเสียคือเนื่องจากแรงตึงผิวสูงของโลหะเหลวอนุภาคจึงไม่สามารถเปียกได้อย่างสมบูรณ์ดังนั้นช่องว่างระหว่างอนุภาคจึงไม่สามารถเติมได้อย่างสมบูรณ์

2.4 การหล่อการลงทุน

วิธีการหล่อการลงทุนคือการจุ่มวัสดุโฟมโพลีเมอร์ขึ้นรูปลงในวัสดุทนไฟเหลวเพื่อเติมช่องว่างของวัสดุทนไฟ หลังจากวัสดุทนไฟแข็งตัวแล้วความร้อนจะระเหยและย่อยสลายวัสดุโฟมเพื่อสร้างกรอบสามมิติที่มีรูปร่างของวัสดุโฟมดั้งเดิม เทอลูมิเนียมหลอมเหลวลงในแม่พิมพ์หล่อ, เอาวัสดุทนไฟออกหลังจากการแข็งตัว, แล้วรับโฟมอลูมิเนียมที่มีตาข่ายสามมิติผ่านรู.

แผนผังของหลักการกระบวนการ:

แผนผังของวัสดุที่มีรูพรุนที่จัดทําโดยการหล่อการลงทุน

ข้อดี: สามารถเตรียมโลหะโฟมต่างๆได้ โครงสร้างการเปิดการทําซ้ําการผลิตที่ดีและความหนาแน่นค่อนข้างคงที่

ข้อเสีย: ผลผลิตต่ํา ราคาสูง.

2.5 การแข็งตัวของยูเทคติกของแข็ง

ของเหลวโลหะหลายชนิดสามารถสร้างระบบยูเทคติกด้วยก๊าซ (เช่น ไฮโดรเจน) หากโลหะเหล่านี้หลอมละลายในบรรยากาศไฮโดรเจนแรงดันสูง จะได้การหลอมที่สม่ําเสมอซึ่งมีไฮโดรเจนอิ่มตัวยิ่งยวด ในกระบวนการทําความเย็นและการแข็งตัวที่ตามมาการหลอมจะผ่านการเปลี่ยนแปลงแบบยูเทคติกและสลายตัวเป็นเฟสของแข็งและก๊าซ ในระหว่างการแข็งตัวตามทิศทาง, เนื่องจากความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนในเฟสของแข็งและเฟสของเหลวแตกต่างกันอย่างมาก, ไฮโดรเจนอิ่มตัวยิ่งยวดจะแยกออกจากเฟสของแข็งเพื่อสร้างฟองอากาศ, จึงได้อลูมิเนียมโฟมที่ต้องการ.

แผนผังของหลักการกระบวนการ:

แผนผังของกระบวนการแข็งตัวของยูเทคติกก๊าซแข็งสําหรับการเตรียมวัสดุที่มีรูพรุน

คุณสมบัติ: อลูมิเนียมโฟมที่มีความพรุนสูงที่มีรูปร่างรูพรุนแบบไอโซโทรปิกและแอนไอโซทรอปิกสามารถรับได้โดยการควบคุมสภาพการทําความเย็นอย่างแม่นยํา (ความดันอัตราการทําความเย็นทิศทางการกระจายความร้อน)

2.6 วิธีการให้อาหารลูกบอล

วิธีการเพิ่มวัสดุลูกบอลคือการเพิ่มอนุภาคหรือลูกบอลกลวงลงในโลหะผสมอลูมิเนียมละลายและเสริมความแข็งแรงให้กับการกวน และการหล่อในขณะที่การหลอมยังอยู่ในการไหลสัมพัทธ์เพื่อให้ได้ส่วนผสมของโลหะผสมอลูมิเนียมและอนุภาค จากนั้นอนุภาคที่ละลายน้ําได้ในกลุ่มโลหะผสมอลูมิเนียมจะถูกละลายและกําจัดออก, และในที่สุดก็ได้อลูมิเนียมโฟมที่มีรูพรุนที่เชื่อมต่อกัน.

การไหลของกระบวนการมีดังนี้:

คุณสมบัติ: แรงตึงผิวของโลหะเหลวสูง และอนุภาคหรือลูกบอลกลวงไม่สามารถเปียกได้อย่างสมบูรณ์ ความต่อเนื่องของโครงสร้างของอลูมิเนียมโฟมที่ได้รับนั้นไม่ดี

3. การสะสมโลหะ

3.1 การสะสมอิเล็กโทรด

หลักการคือโฟมอลูมิเนียมถูกชุบด้วยไฟฟ้าในสารละลายอลูมิเนียมอัลคิลโดยมีพลาสติกโฟมที่ผ่านการปรับสภาพเป็นแคโทดและแผ่นอลูมิเนียมบริสุทธิ์อุตสาหกรรมเป็นขั้วบวก

การไหลของกระบวนการของวิธีการสะสมอิเล็กโทรด:

คุณสมบัติ: ง่ายต่อการควบคุมโครงสร้างรูพรุน, ขนาดรูพรุนเล็ก, ขนาดรูพรุนสม่ําเสมอ, ความพรุนสูง, และฉนวนกันความร้อนและลักษณะการทําให้หมาด ๆ ดีกว่าโฟมอลูมิเนียมที่ผลิตโดยวิธีการหล่อ. อย่างไรก็ตามวิธีนี้มีกระบวนการที่ยาวนานการดําเนินการที่ซับซ้อนต้นทุนสูงเล็กน้อยและความหนาของผลิตภัณฑ์ที่ จํากัด ดังนั้นความนิยมและการใช้งานจึงมี จํากัด

3.2 วิธีการสะสมการระเหยเฟสไอ

วิธีนี้คือการระเหยโลหะอลูมิเนียมอย่างช้าๆในบรรยากาศเฉื่อยสูง (102~104Pa). อะตอมของโลหะที่ระเหยจะชนกันและกระจายไปกับโมเลกุลของก๊าซเฉื่อย ทําให้สูญเสียพลังงานจลน์อย่างรวดเร็ว กระบวนการนี้จะแสดงในมุมมองมหภาคเมื่ออุณหภูมิไอโลหะลดลง จากนั้นอะตอมของโลหะที่ระเหยจะรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างกลุ่มอะตอมก่อนที่จะถึงพื้นผิว ดังนั้นจึงสามารถมองเห็น "ควันโลหะ" ในกระบวนการระเหยได้ กลุ่มเหล่านี้ยังคงเย็นลงและสะสมบนพื้นผิวด้วยก๊าซเฉื่อย เนื่องจากอะตอมที่อุณหภูมิต่ําจะเคลื่อนย้ายหรือกระจายได้ยากอนุภาค "ควันโลหะ" จึงเรียงซ้อนกันอย่างหลวม ๆ เพื่อสร้างโครงสร้างโฟมกลวง

แผนผังของหลักการกระบวนการ:

แผนผังของกระบวนการสะสมไอเฟสระเหย

คุณสมบัติ: การก่อตัวของโฟมโลหะได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัยเช่นวัสดุโลหะพลังงานความร้อนความดันก๊าซเฉื่อยประเภทของเครื่องทําความร้อนแหล่งกําเนิดไอและระยะห่างจากพื้นผิวและวัสดุพื้นผิว พลังงานความร้อนความดันก๊าซเฉื่อยและอัตราการไหลของก๊าซเฉื่อยเป็นพารามิเตอร์ควบคุมที่สําคัญที่สุด

3.3 การสะสมน้ํากระเซ็น

การสะสมการกระเด็นคือการฉีดพ่นผงด้วยก๊าซเฉื่อยลงบนโลหะโลหะผสมอลูมิเนียมอย่างสม่ําเสมอโดยใช้เทคโนโลยีการฉีดพ่น จากนั้นจะถูกทําให้ร้อนจนถึงจุดหลอมเหลวของโลหะเพื่อให้ก๊าซที่เติมลงในโลหะขยายตัวและสร้างรูที่กระจายอย่างสม่ําเสมอและหนาแน่น หลังจากระบายความร้อนแล้วจะทําจากวัสดุอลูมิเนียมโฟมที่มีเครือข่ายหนาแน่น

แผนผังของหลักการกระบวนการ:

แผนผังของการสะสมน้ํากระเซ็น

คุณสมบัติ: โดยการควบคุมความดันบางส่วนของก๊าซเฉื่อยในการสะสมสามารถควบคุมเศษส่วนปริมาตรของรูพรุนของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับได้

3.4 การชุบด้วยไฟฟ้าเกลือหลอมเหลว

โฟมอลูมิเนียมเตรียมโดยการสะสมอิเล็กโทรดในเกลือหลอมเหลวด้วยพลาสติกโฟมเป็นแคโทดและแผ่นอลูมิเนียมเป็นขั้วบวก

แผนผังของหลักการกระบวนการ:

แผนผังของหลักการชุบด้วยไฟฟ้า

คุณสมบัติ: โฟมอลูมิเนียมมีความพรุนสูงและแม้กระทั่งรูขุมขน

4. อื่นๆ

วิธีการต่อไปนี้ส่วนใหญ่จะใช้สําหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หรือการผลิตทดลองชุดเล็ก และไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตภาคอุตสาหกรรม

4.1 วิธีการเกิดฟองทุติยภูมิ

วิธีการเกิดฟองทุติยภูมิเป็นวิธีการเตรียมโฟมอลูมิเนียมที่รวมข้อดีของวิธีการทําฟองแบบผงโลหะและวิธีการหลอมเหลว กระบวนการทางเทคนิคคือการเพิ่มสารเพิ่มความหนืด (Ca, Al2O3, ฯลฯ) ลงในอลูมิเนียมละลายและคนให้เข้ากัน. เติมสารทําให้เกิดฟอง (TiH2 ที่ผ่านการปรับสภาพแล้ว) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความหนืดที่เหมาะสม มีการกระจายตัวอย่างสม่ําเสมอ และการหลอมจะถูกหล่อลงในแม่พิมพ์เพื่อการระบายความร้อนและการแข็งตัวอย่างรวดเร็วก่อนที่ TiH2 จะถูกย่อยสลายเพื่อให้ได้สารตั้งต้นที่เป็นฟอง เมื่อสารตั้งต้นที่เป็นฟองถูกทําให้ร้อนถึงอุณหภูมิที่กําหนด TiH2 ในสารตั้งต้นจะเริ่มสลายตัวและเกิดฟองและในที่สุดโฟมอลูมิเนียมก็ถูกเตรียม

4.2 วิธีลูกบอลกลวงโลหะ

วิธีการคือการสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุนโดยการยึดเหนี่ยวทรงกลมกลวงของโลหะเข้าด้วยกันผ่านการเผาผนึก ทรงกลมกลวงโลหะสามารถหาได้จากการสังเคราะห์ทางเคมีและการสะสมของชั้นโลหะบนพื้นผิวของทรงกลมโพลีเมอร์จากนั้นทรงกลมโพลีเมอร์จะถูกลบออก

มีขั้นตอนการเตรียมโฟมอลูมิเนียมมากมาย, และแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง. ในการผลิตในทางปฏิบัติวิธีการละลายฟองวิธีการหล่อแบบ percolation วิธีการทําฟองผงโลหะและวิธีการทางเคมีไฟฟ้าถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลาย กระบวนการอื่น ๆ ส่วนใหญ่จะใช้สําหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หรือการผลิตทดลองชุดเล็ก

การใช้โฟมอลูมิเนียม

การใช้โฟมอลูมิเนียมในรถยนต์

การใช้โฟมอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมยานยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโครงสร้างน้ําหนักเบาโครงสร้างการดูดซับพลังงานและโครงสร้างการถ่ายเทความร้อนแบบหน่วงดังแสดงในรูปด้านล่าง วงกลมทั้งสามแสดงถึงฟิลด์การใช้งานที่แตกต่างกัน, และอักขระที่ด้านนอกของวงกลมแสดงให้เห็นถึงข้อดีและลักษณะของโฟมอลูมิเนียมที่สอดคล้องกับฟิลด์การใช้งานทั้งสาม. ส่วนที่ทับซ้อนกันของวงกลมสองวงแสดงถึงการรวมฟังก์ชันคู่ของโฟมอลูมิเนียม แอปพลิเคชั่นในอุดมคติคือการรวมมัลติฟังก์ชั่นที่แสดงโดยความบังเอิญสามวงกลม

โฟมอลูมิเนียมนี้ผลิตโดยวิธี "เป่าแก๊สเป็นโลหะเหลว" ในกระบวนการนี้, วัสดุเมทริกซ์ (อลูมิเนียมหลอมหรือโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อ) มักจะหลอมด้วยอุปกรณ์หล่อแบบดั้งเดิม, จากนั้นเพิ่มสารเพิ่มความหนืด 10%~30% (ปริมาตร) (อนุภาค SiC หรือ Al2O3) และสารเพิ่มความหนืดจะกระจายอย่างสม่ําเสมอโดยการกวนในเครื่องกวน.

เทส่วนผสมที่ละลายลงในภาชนะที่มีช่องทางและฉีดก๊าซเข้าไปในเครื่องกวนผ่านหัวฉีดขนาดเล็กเพื่อสร้างฟองอากาศขนาดเล็กที่กระจายตัว ขนาดฟองสามารถควบคุมได้โดยการปรับอัตราการไหลของก๊าซการออกแบบเครื่องกวน (จํานวนและขนาดของหัวฉีด) และความเร็วในการผสม ฟองอากาศลอยขึ้นสู่ผิวน้ําและรวมตัวกัน

อนุภาคเซรามิกที่ล้อมรอบด้วยฟองอากาศสามารถทําให้ผนังรูพรุนมีเสถียรภาพและชะลอการรวมตัวกันของฟองอากาศด้วยอินเทอร์เฟซที่เหมาะสม ในขณะเดียวกันก็สามารถเพิ่มความหนืดหลอมเหลวและชะลออัตราการเพิ่มขึ้นของฟองอากาศได้อีกด้วย โฟมโลหะเหลวถูกขนส่งผ่านสายพานลําเลียงและทําให้เย็นลงและแข็งตัวในเวลาเดียวกันเพื่อให้ได้โฟมเซลล์ปิด

ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของโฟมส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากพารามิเตอร์ของกระบวนการเช่นความเร็วในการกวนอัตราการไหลของก๊าซจํานวนอนุภาคในสภาวะหลอมเหลวและการแข็งตัว ในฐานะที่เป็นฟิลเลอร์ของผลิตภัณฑ์รถยนต์โฟมอลูมิเนียมถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ GAOFISHER ของเยอรมัน

อลูมิเนียมโฟม Chalco มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ฝากระโปรงเครื่องยนต์ทําจากอลูมิเนียมโฟม Chalco สามารถต้านทานแรงกระแทกของรูปศีรษะ 11m/s ซึ่งสามารถปกป้องผู้โดยสารได้อย่างมีประสิทธิภาพ กล่องดูดซับพลังงานกระแทกอลูมิเนียมโฟม Chalco สามารถทนต่อแรงกระแทกได้ 5m / s

แรงดัดของเสา A และ B ที่เต็มไปด้วยอลูมิเนียมโฟม Chalco นั้นมากกว่าเสากลวงถึงสามเท่า อลูมิเนียมโฟม Chalco สามารถหล่อโครงสร้างยางที่ซับซ้อนได้, จึงทําให้การออกแบบแม่พิมพ์และวิธีการแปรรูปง่ายขึ้น.

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักของอลูมิเนียมโฟม Chalco:

ความหนาแน่นสัมพัทธ์ ρ/ρS=0.02GPa~0.2GPa,

โมดูลัสของ Young E=0.02GPa~210GPa,

โมดูลัสเฉือน G = 0.01GPa ~ 1.0GPa,

โมดูลัสดัด Ef=0.03GPa~3.3GPa,

อัตราส่วนของปัวซอง υ= 0.31~0.34,

กําลังรับแรงอัด σ C = 0.04MPa ~ 7.0MPa,

ความต้านแรงดึง σ T = 0105MPa ~ 8.5MPa,

การนําความร้อน λ= 0.3W/(m・K)~10W/(m・K)

การใช้ชิ้นส่วนรถยนต์ที่ทําจากโครงสร้างแซนวิชโฟมอลูมิเนียมในรถยนต์แสดงไว้ในรูป

นอกเหนือจากการใช้งานที่ระบุในรูป, โฟมอลูมิเนียมยังสามารถใช้ในโครงสร้างการดูดซับพลังงานกระแทกระหว่างคานตามยาวด้านหน้า, คานตามยาวด้านหลัง, กันชนและแชสซี, เครื่องใช้ภายในและชิ้นส่วนตกแต่ง, บังโคลน, แผ่นปิดด้านบน, คานตามยาวฝาครอบด้านบน, ไดอะแฟรมด้านหลัง, ก้านสูบ, ลูกสูบ, แขนควบคุมล่าง, เกียร์, บล็อกกระบอกสูบ, กระบอกเบรค ลูกสูบ ท่อไอเสีย ฯลฯ

การใช้โฟมอลูมิเนียมในรถไฟความเร็วสูงและการขนส่ง

โครงสร้างป้องกันการชนของรถไฟความเร็วสูง

มีอันตรายด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงซ่อนเร้นจากการชนกันของรถไฟความเร็วสูงเนื่องจากรถไฟไม่มีโครงสร้างป้องกันการชนที่มีประสิทธิภาพ การใช้หลอดอลูมิเนียมดูดซับพลังงานคอลัมน์โฟมอลูมิเนียมทําโครงสร้างป้องกันการชนกันของหัวรถจักรที่แสดงด้านล่างโครงสร้างป้องกันการชนกันระหว่างตู้โดยสารที่แสดงด้านล่างเมื่อความเร็วของรถไฟต่ํากว่า 70Km โครงสร้างป้องกันการชนกันสามารถดูดซับพลังงานกระแทกทั้งหมดเพื่อให้รถไฟบัฟเฟอร์และหยุดเพื่อความปลอดภัยในชีวิตของผู้โดยสาร

แผงกั้นเสียงทําจากโฟมอลูมิเนียมบนเส้นทางรถไฟความเร็วสูง

กําแพงเสียงของเส้นทางรถไฟความเร็วสูงในปัจจุบันเป็นผลิตภัณฑ์ลอกเลียนแบบกล่องดูดซับเสียงมีความหนา 140 มม. เหมาะสําหรับความถี่ 100 ~ 200Hz ของสัญญาณรบกวนความถี่ต่ําไม่มีฟังก์ชั่นการดูดซับเสียงและลดเสียงรบกวน แต่เสียงรถไฟความเร็วสูงเป็นความถี่สูง (ความถี่ 1, 000 ~ 2000Hz) กล่องเสียงโฟมอลูมิเนียมทําจากโฟมโฟมหนา 10 ~ 15 มม. แผ่นดูดซับเสียงอลูมิเนียมและแผ่นกั้นเหล็กชุบสังกะสีชนิดพับตรงกลางช่องของมันคือ 0 ~ 30 มม. แบ็คเพลนทําจากแผ่นสังกะสีหนา 1 มม. ดังที่แสดงด้านล่าง กําแพงเสียงชนิดนี้เพื่อปรับความถี่ของเสียงรถไฟความเร็วสูง 500Hz ~ 2000Hz สามารถลดเสียงรบกวนได้มากกว่า 20 dB

รถโรงเรียนความปลอดภัยทําจากโฟมอลูมิเนียม

ก่อนและหลังคานป้องกันการชนกันของรถโรงเรียนความปลอดภัยทําโดยใช้คอลัมน์ดูดซับท่ออลูมิเนียมที่เต็มไปด้วยโฟมอลูมิเนียมพื้นผิวทําจากแผ่นเหล็กหนา 1 ~ 2 มม. ลําแสงป้องกันการชนกันสามารถดูดซับพลังงานกระแทกส่วนใหญ่เมื่อรถโรงเรียนชนกัน คอลัมน์ตั้งตรงของร่างกายและคานขวางทําจากท่อเหล็กสี่เหลี่ยมที่เต็มไปด้วยโฟมอลูมิเนียมความสามารถในการป้องกันการพลิกคว่ําจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

แผงกั้นเสียงโฟมอลูมิเนียมบนทางหลวง

แผงกั้นเสียงโฟมอลูมิเนียมถูกสร้างขึ้นในหลายเมืองแผ่นดูดซับโฟมอลูมิเนียมคือ

800mmx 2000mm, โพรง 70mm, เสียงรบกวนสามารถลดลง 20dB

การใช้โฟมอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมการทหาร

ฝาปิดท่อระบายน้ําขีปนาวุธเบา

ฝาปิดท่อระบายน้ําขีปนาวุธทําจากวัสดุคอนกรีตเสริมเหล็กน้ําหนักถึงมากกว่า 600 ตันหนักมากเปิดและปิดยาก ฝาปิดท่อระบายน้ําขีปนาวุธใหม่ที่ทําจากแผ่นเกราะและโฟมอลูมิเนียมสามารถทําให้ความแข็งแรงป้องกันการระเบิดมากกว่า 10, 000Mpa ความสามารถในการเจาะเกราะป้องกันการเจาะเกราะกว่าฝาครอบเดิมและน้ําหนักจะลดลงเหลือ 1/6

สะพานขนาดใหญ่ที่ติดตั้งอย่างรวดเร็วในช่วงสงครามทําจากโฟมอลูมิเนียม

ในยามสงครามกองกําลังติดอาวุธต้องการสะพานสนับสนุนการติดตั้งอย่างรวดเร็วเพื่อข้ามแม่น้ําและคูน้ํา สะพานรองรับการติดตั้งอย่างรวดเร็วทั้งในและต่างประเทศทําจากเหล็กความยาวสูงสุดคือ 53 เมตร สะพานยาว 70 เมตรสามารถผลิตได้ด้วยวัสดุโฟมอลูมิเนียมดังที่แสดงด้านล่าง

ประตูระเบิดแสง

ประตูป้องกันการระเบิดที่มีอยู่ใช้โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กและแผ่นเหล็กความหนารวม 300 ~ 400 มม. ความสามารถในการป้องกันการน็อคสูงสุดของประตูระเบิดอยู่ที่ประมาณ 3Mpa แต่น้ําหนักของมันคือ 20 ~ 30 ตันดังนั้นการเปิดและปิดจึงทําได้ยาก โครงสร้างประตูป้องกันการระเบิดเบาทําจากโฟมอลูมิเนียมแผงทําจากแผ่นเหล็กคาร์บอนหนา 5 มม. และโฟมอลูมิเนียมระดับกลางมีความหนาประมาณ 100 มม. ความสามารถในการป้องกันการน็อคของประตูระเบิด 870 ชนิดนี้มีมากกว่า 1, 000Mpa แต่น้ําหนักลดลงเหลือหลายตัน

อลูมิเนียมโฟมแซนวิชดาดฟ้าบินของเรือบรรทุกเครื่องบิน

เมื่อเครื่องบินลงจอดบนดาดฟ้าเครื่องบินของเรือบรรทุกเครื่องบินเนื่องจากผลสะท้อนกลับไม่สามารถจับกุมได้ง่ายโดยสิ่งที่แนบมากับสายเคเบิลส่งผลให้เครื่องบินบางลําไม่สามารถหยุดบนดาดฟ้าได้ การใช้ดาดฟ้าเครื่องบินแซนวิชโฟมอลูมิเนียมความสูงของการกระดอนของเครื่องบินจะลดลงมากกว่า 50% ทําให้เครื่องบินลื่นไหลเพิ่มโอกาสในการถูกจับกุมโดยการต่อสายเคเบิล นอกจากนี้ความต้านทานการระเบิดและความสามารถในการต่อสู้ต่อต้านขีปนาวุธจะดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ

โต๊ะบัฟเฟอร์ในอากาศเครื่องจักรกลหนักทําจากโฟมอลูมิเนียม

อุปกรณ์ทางอากาศ 20 ตันของรัสเซียใช้บอลลูนขนาดใหญ่สูง 4 เมตรไม่เสถียรเมื่อลงจอด การใช้คอลัมน์ดูดซับพลังงานหลอดอลูมิเนียมโฟมเติมแผ่นบัฟเฟอร์ในอากาศของเครื่องจักรกลหนักสามารถทําได้ดังที่แสดงด้านล่างความสูงประมาณ 500 มม. สามารถวางอุปกรณ์ 20 ตันเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ลงจอดและความปลอดภัยที่ราบรื่น