وبلاگ
نگاهی به تولید، خواص و کاربردهای فوم آلومینیوم
فوم آلومینیومیک ماده فلزی سبک و متخلخل است که بر روی یک پایه آلومینیومی ساخته شده است، حاویدرحاوی حبابهای هوای بیشماری است. این ماده دارای ویژگیهای فلزی و فومی است که آن را به یک ماده کاربردی بسیار امیدوارکننده تبدیل میکند. فرآیند تولید آن در درجه اول شامل افزودن افزودنیها به آلومینیوم خالص یا آلیاژهای آلومینیوم و به دنبال آن فرآیند فومسازی است. از لحاظ تئوری،فوم آلومینیومیبا ضخامت یکسان، میتوانند انرژی بیشتری نسبت به فوم ساخته شده از PVC جذب کنند، زیرا فلزات استحکام بیشتری نسبت به پلاستیکها دارند.
اولین اختراع ثبت شده برایفوم آلومینیومیدر سال ۱۹۴۸ به دانشمند آمریکایی، ای. سونیک، اعطا شد و الیوت با موفقیت آن را تولید کرد.فوم آلومینیومیسه سال بعد. در دهه ۱۹۶۰، شرکت Esser در ایالات متحده یک شرکت تأسیس کردفوم آلومینیومیمرکز تحقیق و توسعه. در سال ۱۹۹۱، موسسه تحقیقات صنعتی کیوشو ژاپن با موفقیت یک فرآیند تولید صنعتی برایفوم آلومینیومیاولین کنفرانس جهانی فلزات فومشده در سال ۱۹۹۹ در برمن آلمان برگزار شد و بر تولید و کاربردهای ... تمرکز داشت.فوم آلومینیومی.
تا به امروز،فوم آلومینیومیمواد و قطعات با کاربردهای مختلف در سطح جهان تولید شده و به طور گسترده در بخشهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین چشماندازهای گستردهای در آینده در ساخت و ساز، مهندسی شیمی، حمل و نقل و هوافضا دارد.
خواص کلیدی فوم آلومینیوم
طبیعتاً، به عنوان یک ماده جدید بسیار مورد توجه،فوم آلومینیومیدارای چندین "ویژگی" ذاتی است:
- سبک و با استحکام بالا:چگالیفوم آلومینیومیتقریباً 0.1 تا 0.4 برابر آلومینیوم جامد است، با این حال ارتفاع مخصوص خمش آن میتواند 1.5 برابر فولاد باشد.
- مقاومت استثنایی در برابر ضربه و جذب شوک:عملکرد میراییفوم آلومینیومیمیتواند ۵ تا ۱۰ برابر آلومینیوم جامد باشد. به عنوان مثال،فوم آلومینیومیبا ۸۴٪ تخلخل و ۵۰٪ تغییر شکل، میتواند بیش از ۲.۵ مگاژول بر متر مکعب کربن انرژی جذب کند که از سایر مواد جاذب ضربه در جذب انرژی بسیار فراتر میرود.
- عملکرد آکوستیک عالی:در حالت سلول بسته، وقتی فرکانس موج صدا بین ۸۰۰ تا ۴۰۰۰ هرتز باشد، ضریب عایق صوتی ...فوم آلومینیومیمیتواند به بیش از 0.9 برسد. در حالتهای میکرو-سوراخ و سوراخ-سوراخ، وقتی فرکانس موج صدا بین 125 تا 4000 هرتز است، ضریب جذب صدافوم آلومینیومیمیتواند به 0.8 برسد، و ضریب جذب صدای متوسط یک باند اکتاو از 0.4 بیشتر است.
- عملکرد حرارتی خوب:سلول بستهفوم آلومینیومیبا تخلخل ۸۰٪ تا ۹۰٪، رسانایی حرارتی ۰.۳ تا ۱ W/(mK) دارد، مشابه سنگ مرمر. تحت جریان همرفتی اجباری هوا، اثر رسانایی حرارتی آن عالی است.
- مقاومت در برابر خوردگی آلومینیوم، جذب رطوبت کم، عدم پیری و غیر سمی بودن را حفظ میکند.
- پردازش و نصب راحت:فوم آلومینیومیمیتوان آن را با استفاده از قالبها برش داد، سوراخ کرد، چسباند و به شکلهای مختلف درآورد. همچنین میتوان آن را مانند آلومینیوم معمولی تحت عملیات سطحی قرار داد و پنلهای بزرگ، سبک و با استحکام بالا تشکیل داد. به دلیل «بدنه» سبک آن،فوم آلومینیومیاین مصالح را میتوان به راحتی در ارتفاع و بدون هیچ گونه تجهیزات بالابری مکانیکی نصب کرد و امکان اتصال مستقیم با چسب به سقفها و دیوارها را فراهم نمود.
روشهای تولید فوم آلومینیوم
روشهای اولیه تولید برایفوم آلومینیومیعبارتند از:
- روش فاز مایع:این شامل ایجاد یک ساختار فومی از آلومینیوم مایع است. این کار را میتوان با فومسازی مستقیم در آلومینیوم مذاب یا با ریختهگری مواد متخلخل با استفاده از فومهای پلیمری یا عوامل تشکیلدهنده منافذ متراکم انجام داد.
- روش فاز جامد:مواد متخلخل را میتوان به جای آلومینیوم مایع، با استفاده از پودر آلومینیوم نیز ساخت. از آنجایی که اکثر روشهای فاز جامد شامل تفجوشی برای اتصال ذرات آلومینیوم هستند و آلومینیوم در حالت جامد باقی میماند، اکثرفوم آلومینیومیتولید شده توسط این روش دارای ساختار سوراخدار است.
- روش رسوب الکتریکی:این روش در درجه اول از فوم پلاستیکی به عنوان پایه استفاده میکند که سپس رسانا شده و با آلومینیوم رسوب الکتریکی داده میشود. فناوری فعلی اجازه میدهد تا فوم پلاستیکی از طریق روشهایی مانند پوشش غوطهوری با چسب رسانا، آبکاری شیمیایی و کندوپاش مگنترونی فیلم قلع، رسانا شود.فوم آلومینیومیمحصولات تولید شده با این روش، در مقایسه با محصولات مشابه، منافذ کوچکتر و یکنواختتری دارند، تخلخل آنها نسبتاً بیشتر است و از نظر عملکرد و میرایی ویژگیهای بهتری دارند.فوم آلومینیومیتولید شده با روشهای ریختهگری.
کاربردهای فوم آلومینیوم
زیرافوم آلومینیومیچندین ویژگی عالی را در خود جای داده است و در زمینههایی که نیاز به استفاده جامع از این ویژگیها دارند، مزایای بینظیری دارد.
- حمل و نقل:استفاده از مواد سبک در خودروها و موتورسیکلتها میتواند وزن خودرو را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و در نتیجه راندمان سوخت را تا حد زیادی بهبود بخشد.فوم آلومینیومیمیتوان از آن برای ایجاد اجزای سازهای سبک اما در عین حال سفت و سخت، مانند ضربهگیرهای خودرو و درب صندوق عقب استفاده کرد. همچنین میتواند به عنوان مادهای برای تیرهای برخورد در اطراف بدنه خودرو عمل کند و از طریق قابلیتهای عالی جذب انرژی، تغییر شکل در ناحیه برخورد را تا حد زیادی به حداقل برساند. تقریباً تخمین زده میشود که وزن قطعات خودرو را میتوان بدون به خطر انداختن استحکام، بیش از 50٪ کاهش داد. با افزایش هزینههای نفت و مخالفت جهانی با گازهای گلخانهای،فوم آلومینیومیدر آینده مزیت بیشتری نسبت به پلاستیکهای ساخته شده از نفت خواهند داشت.
- هوافضا:در حوزه هوافضای فعلی، مواد با ساختار لانه زنبوری به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، به دلیل فرآیندهای تولید پیچیده، مواد با ساختار لانه زنبوری نسبتاً گران هستند.فوم آلومینیومیساندویچ پنلها از نظر چگالی کم و استحکام ویژه بالا، شبیه به مواد با ساختار لانه زنبوری هستند، امافوم آلومینیومیمزایای هزینه قابل توجهی را ارائه میدهد و به احتمال زیاد در توسعه آینده جایگزین مواد ساختار یافته لانه زنبوری خواهد شد.
- صنعت ساخت و ساز:معماری مدرن، بهرهوری انرژی و حفاظت از محیط زیست را بدون به خطر انداختن ایمنی دنبال میکند.فوم آلومینیومیپانلها سبک و سفت هستند. علاوه بر این، به دلیل مزایای ذاتی فلز، اثر ضد حریق آنها ایدهآل است. بنابراین، میتوان از آنها به طور گسترده در پانلهای تزئینی داخلی آسانسور و برخی از اجزای ساختمان استفاده کرد و مصرف انرژی را کاهش داد.
- مواد کاهش دهنده نویز جاده:آلودگی صوتی ناشی از ترافیک همیشه یک مسئله بغرنج در مدیریت شهری بوده است. ظهورفوم آلومینیومیخبرهای خوبی برای مدیران به همراه دارد.فوم آلومینیومیمیتوان از آن برای ساخت موانع صوتی در کنار راهآهنهای شهری، پلهای مرتفع و بزرگراهها استفاده کرد. در حال حاضر، مواد شیشهای و پلاستیکی استفاده شده ایدهآل نیستند و اثرات کاهش نویز کمی دارند. عملکرد کاهش نویزفوم آلومینیومیتقریباً دو برابر این مواد است و قبلاً در برخی از کشورهای توسعه یافته به کار گرفته شده است.
چالشها و چشماندازهای آینده
در حال حاضر،فوم آلومینیومیاین صنعت چه در داخل و چه در سطح بینالمللی در حال پیشرفت است، اما به نظر میرسد در توسعه خود با تنگناهایی مواجه شده است. عوامل فومسازی که در حال حاضر برای تولید آلومینیوم فومی استفاده میشوند، نه تنها راندمان فومسازی پایینی دارند و نتایج رضایتبخشی ارائه نمیدهند، بلکه نسبتاً گران نیز هستند که به شدت مانع توسعه این صنعت میشود.فوم آلومینیومیصنعت. بنابراین، اینکه آیا میتوان یک عامل کفساز مؤثر و با قیمت مناسب توسعه داد، موفقیت یا شکست ... را تعیین خواهد کرد.فوم آلومینیومیمواد.
کشورهای توسعهیافته بزرگ در سراسر جهان با موفقیت از این روش استفاده کردهاندفوم آلومینیومیدر صنایع ساخت و ساز، حمل و نقل، ماشین آلات و الکترونیک. در اوایل سال ۲۰۰۸، خارج از کشورفوم آلومینیومیتولید بازار به ۲.۱۷۳ میلیون تن رسید. با توسعه تدریجی صنعت، نرخ رضایت از تقاضا به آرامی در حال کاهش است، که نشان میدهد تولید فعلی شروع به عقب افتادن از تقاضا کرده است، بنابراین فرصتی برای ورود به بازار فراهم میکند. به عنوان یک "فناوری سیاه" در زمینه مواد، زمانیفوم آلومینیومیتوسعه یابد، آینده آن بیحد و مرز خواهد بود.
