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千亿商业解读:泡沫铝市场潜能到底有多大?

发表时间:2020-04-13 00:00

泡沫铝是一种全新型战略功能结构材料,它是金属铝基体中分散着无数气孔的类似泡沫状的超轻金属材料,集多种功能于一体,具有许多优异的性能,如透流性、吸声性、阻尼性、减振、电磁屏蔽等,同时,它还具有良好强度和刚度的力学性能,特别是它独特的对压缩载荷的响应特征,而具有优异的吸能性,是一种比高分子泡沫材料性能更加优异的冲击吸能及防护材料。

图1 泡沫铝材料

由于泡沫铝材料反映了结构材料与功能材料多学科互相渗透的新趋势,在材料领域展示了广泛的发展空间,在世界上许多国家的高技术领域及一般工业领域有广阔的应用前景,因而成为21 世纪美、英、日、德及中国竞相研究的战略前沿热点材料。在民用、工业、交通、航空、航天及军事国防等领域有着非常广泛的应用前景,应用范围不断扩大。

制备方法

泡沫铝制备方法主要有两种:熔体发泡法和底部吹气法。

熔体发泡法:在铝液中加入增粘剂,搅拌均匀后加入发泡剂,放入到一定温度的模具中进行发泡而成。其具体的技术关键是:增粘剂添加温度、搅拌器的搅拌效果、发泡温度选择、冷却方式等等。在这些关键技术的研究基础上,实现不同厚度600mm×1600mm×XA356合金泡沫铝板材的工业化制备。

图 2 熔体发泡法制备泡沫铝的工艺过程

底部吹气法:将气体通过特殊的吹气装置直接注入液态金属中产生泡沫制备出500*500*400mm、孔径8~15mm、气孔率90~97%的泡沫铝块体。

图3 吹气法制备泡沫铝的工艺流程图

应用领域

根据泡沫铝材料的特殊性能决定了他广泛的应用空间。

一、隔声降噪

高速公路和高铁安装泡沫铝声屏障,经测量,泡沫铝声屏障可以降噪10~20dB。是铝板声屏障降噪的两倍。

图4泡沫铝高架路声屏障

二、军事装备

笨重且防护性能低的钢筋混凝土导弹发射井盖用轻质防护性能高的泡沫铝井盖所代替,每个井盖由120吨降低到20吨。

运20大飞机空军列装,用以空降20吨左右的重型装备,用泡沫铝板材缓冲垫保障空降安全,舰船甲板、大桥防撞及制造应急支援大桥都可以应用泡沫铝板材。

图5重型装备空降泡沫铝缓冲台

三、高铁列车

现在高铁车厢间采用的橡塑吸能管,吸能缓冲量很低,高吸能缓冲的泡沫铝吸能盒,每节车厢两端安装后,极大提高防撞缓冲作用。

四、汽车防撞

无论日系低强度纵梁汽车,还是欧美高强度纵梁汽车,都需要解决防撞问题,泡沫铝防撞梁满足吸收撞击动能的要求,引起汽车车身大变革。

图6泡沫铝在汽车防撞的应用

五、电磁屏蔽

泡沫铝板材属于优等级的电磁屏蔽材料,对射频200MHz以下电磁波,屏蔽效能达到90dB。厚度20mm的铁板,附带泡沫塑料,其屏蔽电磁波为50dB。单独20mm泡沫铝,屏蔽电磁波为90dB,重量是铁板的1/50。

人类发现金属有9000年历史,制造铝合金有200年历史,研发泡沫材料不到100年历史,相比之下,泡沫铝从50年代后期问世,到现在不到60年,是一个充满活力的新型材料,产业为朝阳产业。他的发展势必促进军民融合产业发展,有利于一带一路战略的快速发展。目前行业的年发展速度超过50%,正处于爆发式发展的前夕, 具有1000亿以上市场的巨大发展空间。随着新材料战略的正确引领,通过科技研发领域的不断扩大,泡沫铝行业正在进入一个健康的的高速发展期。


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应用领域
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