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(yīng)變強(qiáng)烈滯后于應(yīng)力,壓縮應(yīng)力一應(yīng)變曲線中包含一個(gè)很長(zhǎng)的平穩(wěn)段,因而它是一種具有高能量吸收特征的輕質(zhì)高阻尼材料,在消聲減震等領(lǐng)域有著可觀的應(yīng)用前景。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):
?。?)孔徑一定時(shí),泡沫鋁的內(nèi)耗隨孔隙率的增大而增大;
?。?)孔隙率一定時(shí),泡沫鋁的內(nèi)耗隨孔徑的減小而增大;
(3)泡沫鋁的內(nèi)耗與應(yīng)變振幅密切相關(guān),隨振幅的增大而增大;
?。?)泡沫鋁的內(nèi)耗在低頻范圍內(nèi)與頻率的變化無(wú)顯著關(guān)系。
加工安裝十分方便。泡沫鋁可以切割、鉆孔、膠結(jié),并且經(jīng)過(guò)磨具擠壓可以制成各種形狀,并且可以像普通鋁一樣進(jìn)行表面處理,還可以構(gòu)成大尺寸的輕質(zhì)高剛度板;由于“身材”輕盈,泡沫鋁材料可以輕易安裝在高處而無(wú)需任何機(jī)械起重設(shè)備,從而也允許直接利用粘結(jié)劑粘貼在天花板和墻上。
泡沫鋁的制造主要有以下幾種方法:
1.液相法。通過(guò)液態(tài)鋁產(chǎn)生泡沫結(jié)構(gòu),可在鋁液中直接發(fā)泡,也可用高分子泡沫或緊密堆積的造孔劑鑄造來(lái)得到多孔材料。
2.固相法。用末代替液態(tài)鋁同樣可制得多孔材料,因?yàn)榇蟛糠止滔喾ㄍㄟ^(guò)燒結(jié)使鋁顆?;ハ嗦?lián)結(jié),鋁始終保持在固態(tài),所以此法生產(chǎn)的泡沫鋁多數(shù)具有通孔結(jié)構(gòu)。
結(jié)果表明:閉孔泡沫鋁及夾芯結(jié)構(gòu)在進(jìn)入屈服強(qiáng)度后有較寬的耗能緩沖平臺(tái),可吸收大量沖擊能量;同時(shí)夾芯板結(jié)構(gòu)可有效降低被保護(hù)物結(jié)構(gòu)撓度變形,伴隨夾芯鋼板厚度不斷增大,墊層沖擊坑深度不斷降低,被保護(hù)結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)變形有較明顯下降,但過(guò)大的鋼板厚度使得泡沫鋁夾芯板整體剛度增強(qiáng),反而不利于閉孔泡沫鋁夾芯板能量耗散。因此,在閉孔泡沫鋁緩沖墊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)綜合考慮被保護(hù)物結(jié)構(gòu)所容許的變形量及承受沖擊力雙重控制指標(biāo)。