۱. فلز فوم‌دار و آلومینیوم فوم‌دار چیست؟
در طول تاریخ، کشف فلزات فومی، نقطه عطف مهمی در انقلاب کل حوزه مهندسی مواد محسوب می‌شود. فوم فلزی ماده‌ای است که از یک ساختار فلزی با تعداد زیادی منافذ پر شده با گاز در امتداد ساختار تشکیل شده است. منافذ این فوم‌های فلزی می‌توانند به شکل اتصالات داخلی یا درزگیرهای هرمتیک باشند که به ترتیب به عنوان فوم‌های سلول باز و سلول بسته شناخته می‌شوند. در میان آنها،فوم آلومینیومیدر حال حاضر، فوم فلزی با بیشترین پتانسیل برای کاربرد است و به دلیل مجموعه‌ای از خواص عالی مانند تخلخل بالا، چگالی کم، وزن سبک، استحکام بالا، فشردگی خوب، جذب ضربه خوب، جذب صدای خوب و محافظت الکترومغناطیسی، به عنوان "ستاره فلزی" شناخته می‌شود. "ستاره فلزی" به طور گسترده در مهندسی هوافضا، تولید و سایر روش‌های پردازش در زمینه علوم فیزیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های ساختاری فوم آلومینیوم: (الف) فوم آلومینیوم سلول باز؛ (ب) فوم آلومینیوم سلول بسته

۲. خواص و کاربردهایفوم آلومینیوم
فوم آلومینیوم فلزی با تخلخل و ساختار متخلخل بالا است که در آن منافذ آب‌بندی شده حدود سه چهارم از کل حجم ماده فلزی را تشکیل می‌دهند و این ماده را بسیار سبک می‌کنند. علاوه بر این خواص، فوم آلومینیوم دارای خواص جذب انرژی چشمگیر و تراکم‌پذیری بالایی است. در مورد چگالی، محققان دریافتند که اکثر نمونه‌های فوم آلومینیوم چگالی حدود 0.4-1.2 گرم بر سانتی‌متر مکعب دارند. علاوه بر این، فوم آلومینیوم جاذب صدا، قابل بازیافت و دارای رسانایی حرارتی پایینی است.

ساختار جزئی خن مقاوم در برابر ضربه بهبود یافته: ۱ - پوسته بالایی؛ ۲ -آلومینیومخرپا فومی؛ ۳ – پوست پایینی

از نظر کاربردها، خواص محافظت الکترومغناطیسی، سبکی و جذب فوم آلومینیوم، آن را به دلیل توانایی‌اش در مقاومت در برابر محیط‌های فیزیکی شدید، به گزینه‌ای ایده‌آل برای اجزای مورد استفاده در دستگاه‌های همجوشی کنترل‌شده، صنایع خودرو، هوافضا و ساخت‌وساز تبدیل می‌کند. در دستگاه‌های همجوشی کنترل‌شده، فوم آلومینیومی سلول بسته یک ماده محافظ الکترومغناطیسی عالی است. به دلیل اتصال اسکلت فوم آلومینیومی که دارای سطح ویژه بسیار زیاد و توانایی خوبی در جذب و انعکاس امواج الکترومغناطیسی است، انواع مختلفی از تلفات، مانند تلفات جذب و تلفات انعکاس، در فوم آلومینیوم رخ می‌دهد که به فوم آلومینیوم خواص محافظ الکترومغناطیسی عالی می‌دهد. و همچنین مشخص شده است که اثربخشی محافظ الکترومغناطیسی فوم آلومینیوم با افزایش فرکانس موج الکترومغناطیسی کاهش و سپس افزایش می‌یابد. در صنعت هوافضا، فوم آلومینیوم به عنوان یک جزء در ساخت مخروط‌های فضایی یا توربین‌ها استفاده می‌شود که به دلیل جرم کم فوم آلومینیوم، به ویژه برای کاهش وزن کل قطعات هواپیما مفید است. علاوه بر این، فوم آلومینیوم به عنوان یک ماده عالی برای جذب انرژی، در ساخت ضربه‌گیرهای فضاپیما، جاذب‌های ارتعاش و کف کپسول‌های بازگشت فضاپیما استفاده می‌شود که امکان فرود ایمن و محافظت از فضانوردان و تجهیزات فضایی را فراهم می‌کند. فوم آلومینیوم با جذب موثر انرژی و میرایی ارتعاشات، می‌تواند ایمنی فضانوردان را در صورت برخورد فضاپیما با سطح زمین تضمین کند.
در صنعت خودرو، فوم آلومینیوم به کاهش تعداد کل قطعات مورد استفاده در شاسی کمک می‌کند و فرآیند مونتاژ را کارآمدتر می‌کند که در نهایت به کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد کمک می‌کند. در حال حاضر، فوم آلومینیوم در میله‌های ضربه‌گیر، اعضای متقاطع و تیرهای درب در سازه‌های بدنه خودرو در بازار استفاده می‌شود.

(الف) نمودار قطعات جاذب انرژی موضعی بدنه. (ب) نمودار شماتیک یک بدنه آلومینیومیفومنوار تصادف.

در صنعت ساختمان، کاربرد اصلیفوم آلومینیومیبه عنوان یک مانع محافظ و مقاوم در برابر آتش در برابر سر و صدای شدید است. نمونه‌های بارز کاربردهای معماری فوم آلومینیومی سلول بسته، ایستگاه متروی لندن و میدان احیای SOHO در شانگهای است که طراحان از مقادیر زیادی فوم آلومینیومی برای جذب صدا و عایق‌بندی استفاده کرده‌اند.

(الف) (ب) عکس‌هایی از فوم آلومینیومی استفاده شده در فضای داخلی SOHO Plaza، شانگهای؛ (ج) دیوار جاذب صدا از جنس فوم آلومینیومی + کامپوزیت حفره فلزی در ایستگاه برموندسی، متروی لندن.

۳. نتیجه‌گیری
کشف فوم آلومینیوم یک دستاورد قابل توجه محسوب می‌شود.فوم آلومینیومیاین ماده ترکیبی از خواص عالی محافظت الکترومغناطیسی، وزن سبک، چگالی کم، میرایی ارتعاش و جذب انرژی است که باعث می‌شود امروزه در صنایع مختلف کاربرد بسیار گسترده‌ای داشته باشد. جالب توجه است که فوم آلومینیوم همچنین محصولی سازگار با محیط زیست است که قابل بازیافت است، به این معنی که یک ماده پایدار است که امیدواریم در آینده در تعداد زیادی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.