1. Τι είναι το αφρώδες μέταλλο και το αφρώδες αλουμίνιο
Στην πορεία της ιστορίας, η ανακάλυψη αφρισμένων μετάλλων αποτελεί σημαντικό ορόσημο στην επανάσταση ολόκληρου του τομέα της μηχανικής υλικών. Ένας μεταλλικός αφρός είναι ένα υλικό που αποτελείται από μια μεταλλική δομή με μεγάλο αριθμό πόρων που είναι γεμάτοι με αέρια κατά μήκος της δομής. Οι πόροι αυτών των μεταλλικών αφρών μπορεί να έχουν τη μορφή διασυνδέσεων ή ερμητικών σφραγίδων, γνωστών ως αφροί ανοιχτής και κλειστής κυψέλης, αντίστοιχα. Ανάμεσά τους,αφρός αλουμινίουείναι επί του παρόντος το αφρώδες μέταλλο με τις μεγαλύτερες δυνατότητες εφαρμογής και είναι γνωστό ως "μεταλλικό αστέρι" λόγω μιας σειράς εξαιρετικών ιδιοτήτων, όπως υψηλό πορώδες, χαμηλή πυκνότητα, μικρό βάρος, υψηλή αντοχή, καλή συμπίεση, καλή απορρόφηση κρούσης, καλή ηχοαπορρόφηση και ηλεκτρομαγνητική θωράκιση. «μεταλλικό αστέρι», που χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική μηχανική, την κατασκευή και άλλες μεθόδους επεξεργασίας στον τομέα των φυσικών επιστημών.

Δομικά χαρακτηριστικά αφρού αλουμινίου: (α) Αφρός αλουμινίου ανοιχτής κυψέλης. (β) Αφρός αλουμινίου κλειστής κυψέλης

2. Ιδιότητες και Εφαρμογές τουΑφρός αλουμινίου
Ο αφρός αλουμινίου είναι ένα μέταλλο με υψηλό πορώδες και πορώδη δομή, στο οποίο οι σφραγισμένοι πόροι αντιπροσωπεύουν περίπου τα τρία τέταρτα του συνολικού όγκου του μεταλλικού υλικού, καθιστώντας το υλικό πολύ ελαφρύ. Εκτός από αυτές τις ιδιότητες, ο αφρός αλουμινίου έχει εντυπωσιακές ιδιότητες απορρόφησης ενέργειας και υψηλή συμπιεστότητα. Όσον αφορά την πυκνότητα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα περισσότερα δείγματα αφρού αλουμινίου έχουν πυκνότητα περίπου 0,4-1,2 g-cm-3. Επιπλέον, ο αφρός αλουμινίου είναι ηχοαπορροφητικός, ανακυκλώσιμος και έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα.

Βελτιωμένη μερική δομή υδροσυλλεκτών ανθεκτική στην κρούση: 1 – άνω δέρμα. 2 -αλουμίνιοαφρώδες ζευκτό? 3 – κάτω δέρμα

Όσον αφορά τις εφαρμογές, η ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, οι ελαφριές και απορροφητικές ιδιότητες του αφρού αλουμινίου το καθιστούν ιδανικό υποψήφιο για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε συσκευές ελεγχόμενης σύντηξης, αυτοκινητοβιομηχανία, αεροδιαστημική και κατασκευαστική βιομηχανία λόγω της ικανότητάς του να αντιστέκεται σε ακραία φυσικά περιβάλλοντα. Σε συσκευές ελεγχόμενης σύντηξης, ο αφρός αλουμινίου κλειστής κυψέλης είναι ένα εξαιρετικό υλικό ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης. Λόγω της διασύνδεσης του σκελετού από αφρώδες αλουμίνιο, ο οποίος έχει τεράστια ειδική επιφάνεια και καλή ικανότητα να απορροφά και να ανακλά ηλεκτρομαγνητικά κύματα, στον αφρό αλουμινίου συμβαίνουν διάφορα είδη απωλειών, όπως απώλειες απορρόφησης και απώλειες ανάκλασης. αφρώδες αλουμίνιο εξαιρετικές ιδιότητες ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης. Και έχει επίσης βρεθεί ότι η αποτελεσματικότητα ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης του αφρού αλουμινίου μειώνεται και στη συνέχεια αυξάνεται με την αύξηση της συχνότητας ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Στην αεροδιαστημική βιομηχανία, ο αφρός αλουμινίου χρησιμοποιείται ως συστατικό στην κατασκευή διαστημικών κώνων ή στροβίλων, το οποίο είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη μείωση του συνολικού βάρους των εξαρτημάτων του αεροσκάφους λόγω της χαμηλής μάζας αφρού αλουμινίου. Επιπλέον, ως εξαιρετικό υλικό απορρόφησης ενέργειας, ο αφρός αλουμινίου χρησιμοποιείται στην κατασκευή απομονωτών διαστημικών σκαφών, απορροφητών κραδασμών και στο κάτω μέρος των καψουλών επιστροφής του διαστημικού σκάφους, γεγονός που επιτρέπει την ασφαλή προσγείωση και προστατεύει τους αστροναύτες και τον διαστημικό εξοπλισμό. Με την αποτελεσματική απορρόφηση της ενέργειας και την απόσβεση των κραδασμών, ο αφρός αλουμινίου μπορεί να εξασφαλίσει την ασφάλεια των αστροναυτών σε περίπτωση πρόσκρουσης προσγείωσης διαστημικού σκάφους.
Στην αυτοκινητοβιομηχανία, ο αφρός αλουμινίου συμβάλλει στη μείωση του συνολικού αριθμού των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στο πλαίσιο, καθιστώντας τη διαδικασία συναρμολόγησης πιο αποτελεσματική, γεγονός που συμβάλλει τελικά στη μείωση του κόστους και στη βελτίωση της απόδοσης. Επί του παρόντος, ο αφρός αλουμινίου χρησιμοποιείται σε ράβδους σύγκρουσης, εγκάρσια μέλη και δοκούς θυρών σε δομές αμαξώματος αυτοκινήτων στην αγορά.

(α) Διάγραμμα εντοπισμένων μερών του αμαξώματος που απορροφούν ενέργεια. (β) Σχηματικό διάγραμμα ενός αλουμινίουαφρόςμπάρα συντριβής.

Στον κατασκευαστικό κλάδο, η κύρια χρήση τουαφρός αλουμινίουείναι ως προστατευτικό, πυρίμαχο φράγμα έναντι ισχυρού θορύβου. Τυπικά παραδείγματα αρχιτεκτονικών εφαρμογών αφρού αλουμινίου κλειστής κυψέλης είναι ο σταθμός του μετρό του Λονδίνου και η πλατεία SOHO Revival στη Σαγκάη, όπου οι σχεδιαστές χρησιμοποίησαν μεγάλες ποσότητες αφρού αλουμινίου για ηχοαπορρόφηση και μόνωση.

(α) (β) Φωτογραφίες από αφρό αλουμινίου που χρησιμοποιείται στο εσωτερικό του SOHO Plaza, Σαγκάη. (γ) Σύνθετος ηχοαπορροφητικός τοίχος αφρού αλουμινίου + μεταλλικής κοιλότητας στο σταθμό Bermondsey, στο μετρό του Λονδίνου.

3. Συμπέρασμα
Η ανακάλυψη του αφρού αλουμινίου θεωρείται ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα.Αφρός αλουμινίουΤο υλικό συνδυάζει εξαιρετικές ιδιότητες ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, μικρό βάρος, χαμηλή πυκνότητα, απόσβεση κραδασμών και ιδιότητες απορρόφησης ενέργειας, γεγονός που το καθιστά ευρέως εφαρμόσιμο σε διάφορες βιομηχανίες σήμερα. Είναι ενδιαφέρον ότι ο αφρός αλουμινίου είναι επίσης ένα φιλικό προς το περιβάλλον προϊόν που μπορεί να ανακυκλωθεί, που σημαίνει ότι είναι ένα βιώσιμο υλικό που ελπίζουμε ότι θα χρησιμοποιηθεί σε μεγάλο αριθμό βιομηχανικών εφαρμογών στο μέλλον.