1、 泡沫鋁材料生產(chǎn)技術(shù)泡沫鋁材料生產(chǎn)技術(shù) 東北大學(xué)東北大學(xué)一、泡沫鋁材料生產(chǎn)技術(shù)概況一、泡沫鋁材料生產(chǎn)技術(shù)概況 泡沫鋁是國際上近泡沫鋁是國際上近3030年發(fā)展起來的新材料年發(fā)展起來的新材料。 主要生產(chǎn)方法是熔體直接發(fā)泡法。主要生產(chǎn)方法是熔體直接發(fā)泡法。 日本在八十年代后期起步，日本在八十年代后期起步，9090年代中期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了年代中期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格達(dá)到800mm800mm 1800 mm 1800 mm。 美國在美國在9090年代中期在國防高等研究署和海軍共同資年代中期在國防高等研究署和海軍共同資助下，組織哈佛、助下，組織哈佛、MITMIT、劍橋等大學(xué)進(jìn)行

2、研究。主要用于、劍橋等大學(xué)進(jìn)行研究。主要用于潛艇、軍艦降噪；潛艇、軍艦降噪； 除日本外，其它國家的制品規(guī)格都較小，除日本外，其它國家的制品規(guī)格都較小， 韓國韓國600 600 mmmm 1200 mm 1200 mm， 美國泡沫鋁板材的規(guī)格也較小美國泡沫鋁板材的規(guī)格也較小。 http:/http:/ 國內(nèi)東南大學(xué)、中科院固體物理所、艦船材料研國內(nèi)東南大學(xué)、中科院固體物理所、艦船材料研究所、東北大學(xué)等一些單位從究所、東北大學(xué)等一些單位從9090年代開始對(duì)泡沫鋁材年代開始對(duì)泡沫鋁材料制備技術(shù)和性能的研究，對(duì)我國泡沫鋁材料的發(fā)展料制備技術(shù)和性能的研究，對(duì)我國泡沫鋁材料的發(fā)展都作出了有益的貢獻(xiàn)。都作出

3、了有益的貢獻(xiàn)。 東北大學(xué)在東北大學(xué)在“十五十五”國家國家“863”863”高技術(shù)、國家高技術(shù)、國家教育部科技計(jì)劃、遼寧省重點(diǎn)攻關(guān)計(jì)劃等支持下，實(shí)教育部科技計(jì)劃、遼寧省重點(diǎn)攻關(guān)計(jì)劃等支持下，實(shí)現(xiàn)了工程化、產(chǎn)業(yè)化，形成了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)品規(guī)現(xiàn)了工程化、產(chǎn)業(yè)化，形成了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)品規(guī)格達(dá)到格達(dá)到800mm800mm 2000 mm 2000 mm，使中國成為繼日本之后能，使中國成為繼日本之后能夠生產(chǎn)大規(guī)格泡沫鋁材料的國家。其他單位制品規(guī)格夠生產(chǎn)大規(guī)格泡沫鋁材料的國家。其他單位制品規(guī)格為為500mm500mm 500 mm 500 mm或或600mm600mm 600 mm 600 mm。 200

4、62006年泡沫鋁生產(chǎn)技術(shù)和泡沫鋁產(chǎn)品通過了遼寧年泡沫鋁生產(chǎn)技術(shù)和泡沫鋁產(chǎn)品通過了遼寧省科技廳和遼寧省經(jīng)濟(jì)委組織的鑒定。省科技廳和遼寧省經(jīng)濟(jì)委組織的鑒定。 http:/http:/ 東北大學(xué)在東北大學(xué)在20032003年獲得了年獲得了“熔體直接發(fā)泡制造閉孔熔體直接發(fā)泡制造閉孔型泡沫鋁的方法型泡沫鋁的方法”發(fā)明專利，擁有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。發(fā)明專利，擁有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。http:/http:/ 20072007年年1212月閉孔泡沫鋁材料被國家科技部等列為國月閉孔泡沫鋁材料被國家科技部等列為國家重點(diǎn)新產(chǎn)品，承擔(dān)單位：沈陽東大先進(jìn)材料公司。家重點(diǎn)新產(chǎn)品，承擔(dān)單位：沈陽東大先進(jìn)材料公司。http:/ht

5、tp:/二、泡沫鋁材料特性二、泡沫鋁材料特性 密度：密度： 0.25g/cm0.25g/cm3 3 0.6g/cm0.6g/cm3 3 ； 孔隙率：孔隙率： 78% 78% 90%90% 比強(qiáng)度：比強(qiáng)度： 承受的質(zhì)量可達(dá)自重的承受的質(zhì)量可達(dá)自重的6060倍以上；倍以上； 抗彎強(qiáng)度：抗彎強(qiáng)度： 16Mpa 16Mpa 21Mpa21Mpa 隔音量：隔音量： 30mm30mm厚隔音厚隔音40 40 6060分貝，高聚苯分貝，高聚苯6 6倍；倍； 吸音率：吸音率： （打孔，（打孔，800Hz800Hz） 60 % 60 % 90% 90% ； 電磁屏蔽：電磁屏蔽： 可以屏蔽電磁波可以屏蔽電磁波90d

6、B90dB； 吸能量：吸能量： 8 8 30J/cm30J/cm3 3 。 http:/http:/噴水池噴水池廢料、鈣三、三、http:/http:/泡沫鋁生產(chǎn)工藝泡沫鋁生產(chǎn)工藝(2)(2)切割碾平清洗廢料返回碎屑返回http:/http:/ 泡沫鋁生產(chǎn)工藝特點(diǎn)：泡沫鋁生產(chǎn)工藝特點(diǎn)： 1、生產(chǎn)過程中，原料、切割的邊角料、鋸末粉、生產(chǎn)過程中，原料、切割的邊角料、鋸末粉等形成閉路循環(huán)，邊角料、鋸末粉全部回收、重熔，等形成閉路循環(huán)，邊角料、鋸末粉全部回收、重熔，不排放廢渣、廢料；不排放廢渣、廢料； 2、出廠的全部為產(chǎn)品；、出廠的全部為產(chǎn)品； 3、無三廢，除生活污水外，生產(chǎn)上不排放污水；、無三廢，除

7、生活污水外，生產(chǎn)上不排放污水；生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染氣體；生產(chǎn)過程中不排放廢渣。生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染氣體；生產(chǎn)過程中不排放廢渣。http:/http:/ 四、主要泡沫鋁產(chǎn)品四、主要泡沫鋁產(chǎn)品 1、普通泡沫鋁裸板普通泡沫鋁裸板800mm800mm2000mm 2000mm 厚度厚度10mm10mm400mm400mmhttp:/http:/ 2、 泡沫鋁吸聲板泡沫鋁吸聲板800mm800mm2000mm 2000mm 厚度厚度10mm10mm400mm400mmhttp:/http:/ 3、 泡沫鋁夾心板泡沫鋁夾心板http:/http:/ 五、泡沫鋁吸聲板的開發(fā)五、泡沫鋁吸聲板的開發(fā) 1、打孔提

8、高吸聲率、打孔提高吸聲率http:/http:/ 打孔泡沫鋁板吸聲系數(shù)測(cè)量結(jié)果打孔泡沫鋁板吸聲系數(shù)測(cè)量結(jié)果 1) 0mm1) 0mm；2) 10mm2) 10mm；3) 30mm3) 30mm；4) 60mm4) 60mm；5) 90mm5) 90mm2 2、背后設(shè)置空腔調(diào)整吸聲頻率、背后設(shè)置空腔調(diào)整吸聲頻率http:/http:/ 美國俄亥俄級(jí)核潛艇美國俄亥俄級(jí)核潛艇100100分貝，狼級(jí)核潛艇分貝，狼級(jí)核潛艇9595分貝，分貝，我國最先進(jìn)潛艇我國最先進(jìn)潛艇115115分貝左右。分貝左右。3 3、泡沫鋁吸聲板的應(yīng)用、泡沫鋁吸聲板的應(yīng)用3.1 3.1 潛艇降噪潛艇降噪http:/http:/h

9、ttp:/http:/ 3.2 國內(nèi)艦船上的應(yīng)用國內(nèi)艦船上的應(yīng)用 海監(jiān)巡邏艇機(jī)艙降噪，出口拖輪機(jī)艙與控制室海監(jiān)巡邏艇機(jī)艙降噪，出口拖輪機(jī)艙與控制室之間的通道降噪，多艘潛艇船員餐廳降噪、中海油之間的通道降噪，多艘潛艇船員餐廳降噪、中海油1號(hào)船機(jī)艙降噪，巡邏艇機(jī)艙降噪等號(hào)船機(jī)艙降噪，巡邏艇機(jī)艙降噪等 。http:/http:/ 3.3 韓國船舶的應(yīng)用韓國船舶的應(yīng)用 韓國韓國60英尺游艇機(jī)艙降噪英尺游艇機(jī)艙降噪3.4 3.4 公路與鐵路聲屏障公路與鐵路聲屏障 日本阪神高速日本阪神高速3號(hào)線泡沫鋁聲屏障號(hào)線泡沫鋁聲屏障 http:/http:/ 沈陽東西快速干道泡沫鋁聲屏障沈陽東西快速干道泡沫鋁聲屏障

10、http:/http:/螺栓防撞墻下裝 型鋼斜式H鋼立柱泡沫鋁屏板聲屏障立面圖斜式 型鋼側(cè)面圖沈陽東大先進(jìn)材料發(fā)展有限公司鐵路隔音屏隔音屏總圖設(shè)計(jì)復(fù)核圖號(hào)日期序號(hào)合計(jì)名稱規(guī)格斜式 鋼立柱泡沫鋁屏板螺栓下裝 型鋼上下裝飾條上端：1002009下端：3002009196280030M2025015040008注：1.形式為高4.8米直立式聲屏障 2.聲屏障的組成：（1）斜式 型立柱；（2）打孔泡沫鋁屏板 3.各部分的特點(diǎn)： （1）泡沫鋁吸音隔音屏具有耐久性、抗雨水、抗日曬、抗灰塵等特性 （2）設(shè)計(jì)為中間空氣夾層為20，提高其隔音性能，降噪30以上 鐵路聲屏障設(shè)計(jì)圖鐵路聲屏障設(shè)計(jì)圖http:/htt

11、p:/ 鐵路聲屏障泡沫鋁吸聲箱結(jié)構(gòu)圖鐵路聲屏障泡沫鋁吸聲箱結(jié)構(gòu)圖http:/http:/ 3.5 3.5 高架橋下底面吸聲高架橋下底面吸聲 日本阪神高速日本阪神高速3 3號(hào)線高架橋底面泡沫鋁吸聲結(jié)構(gòu)號(hào)線高架橋底面泡沫鋁吸聲結(jié)構(gòu) http:/http:/ 3.6 3.6 鬧市區(qū)降噪鬧市區(qū)降噪日本神戶港口新城中心商廈的噪音泡沫鋁吸聲墻日本神戶港口新城中心商廈的噪音泡沫鋁吸聲墻 http:/http:/ 3.7 3.7 游泳館降噪游泳館降噪 不吸潮不吸潮, ,比多孔比多孔/ /纖維結(jié)構(gòu)降噪效果提高數(shù)倍纖維結(jié)構(gòu)降噪效果提高數(shù)倍http:/http:/ 3.8 3.8 音樂廳、錄音室等場(chǎng)合降噪音樂廳、錄

12、音室等場(chǎng)合降噪 日本音樂廳、動(dòng)漫錄音室等采用泡沫鋁吸聲內(nèi)壁，避免回響日本音樂廳、動(dòng)漫錄音室等采用泡沫鋁吸聲內(nèi)壁，避免回響http:/http:/3.9 3.9 公路與河底隧道降噪公路與河底隧道降噪 不吸潮，保持高吸音率不吸潮，保持高吸音率, , 吸收汽車噪聲。降噪效果提高數(shù)倍。吸收汽車噪聲。降噪效果提高數(shù)倍。http:/http:/ 地鐵隧道車站，泡沫鋁吸聲板不吸潮、防火，降噪效果提高數(shù)倍。地鐵隧道車站，泡沫鋁吸聲板不吸潮、防火，降噪效果提高數(shù)倍。http:/http:/3.10 3.10 地鐵隧道降噪地鐵隧道降噪http:/http:/ 韓國地鐵通風(fēng)口格子型泡沫鋁吸聲裝置韓國地鐵通風(fēng)口格子型

13、泡沫鋁吸聲裝置http:/http:/ 韓國某小學(xué)教室屋頂泡沫鋁吸聲吊頂韓國某小學(xué)教室屋頂泡沫鋁吸聲吊頂3.11 建筑內(nèi)泡沫鋁吸聲吊頂建筑內(nèi)泡沫鋁吸聲吊頂http:/http:/ 韓國某教堂的泡沫鋁吸聲天棚韓國某教堂的泡沫鋁吸聲天棚http:/http:/韓國某高級(jí)中學(xué)禮堂泡沫鋁吸聲降噪天棚和側(cè)壁韓國某高級(jí)中學(xué)禮堂泡沫鋁吸聲降噪天棚和側(cè)壁韓國仁川國際機(jī)場(chǎng)天棚泡沫鋁吸聲工程韓國仁川國際機(jī)場(chǎng)天棚泡沫鋁吸聲工程http:/http:/http:/http:/3.12 3.12 汽車消聲器汽車消聲器用于大、中型客車，降噪用于大、中型客車，降噪20分貝以上分貝以上http:/http:/ 韓國管道內(nèi)格子

14、式泡沫鋁消聲器韓國管道內(nèi)格子式泡沫鋁消聲器 六、泡沫鋁隔聲板（夾心板）的應(yīng)用六、泡沫鋁隔聲板（夾心板）的應(yīng)用 不同厚度泡沫鋁夾心板隔聲量不同厚度泡沫鋁夾心板隔聲量 1) 10mm; 2) 20mm; 3) 30mm http:/http:/ 6.1 6.1 列車隔聲側(cè)襯列車隔聲側(cè)襯 列車的側(cè)襯可以采用列車的側(cè)襯可以采用20mm20mm厚泡沫鋁與厚泡沫鋁與20mm20mm厚厚聚氨酯泡沫復(fù)合，粘貼在車廂殼體內(nèi)側(cè)，既可以聚氨酯泡沫復(fù)合，粘貼在車廂殼體內(nèi)側(cè)，既可以隔離噪聲隔離噪聲2020分貝以上，隔聲能力是礦渣棉材料的分貝以上，隔聲能力是礦渣棉材料的4 4倍以上，是蜂窩鋁的倍以上，是蜂窩鋁的3 3倍以

15、上倍以上, ,又具有優(yōu)良的隔又具有優(yōu)良的隔熱性能。熱性能。http:/http:/http:/http:/ 韓國列車隔聲側(cè)襯和頂棚韓國列車隔聲側(cè)襯和頂棚 6.2 6.2 列車地板列車地板高速列車地板厚度為高速列車地板厚度為30mm,30mm,普通列車普通列車20mm20mm厚。厚。 高速列車泡沫鋁底板與蜂窩鋁地板性能比較高速列車泡沫鋁底板與蜂窩鋁地板性能比較性能性能泡沫鋁泡沫鋁, ,30mm30mm蜂窩鋁蜂窩鋁, , 50mm50mm差值差值密度密度, g/ , g/ cmcm3 30.6 0.6 0.7 0.7 -0.1-0.1抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度,Mpa,Mpa16 16 242410 10

16、1616+6 +6 1212剝離強(qiáng)度剝離強(qiáng)度,Mpa,Mpa3 31.5 1.5 2.52.51 1隔聲性能隔聲性能,dB,dB30301010+10+10隔震性隔震性, ,數(shù)量級(jí)數(shù)量級(jí)1.01.00.5 0.5 +0.5+0.5塌塌 陷陷不塌陷不塌陷發(fā)生塌陷發(fā)生塌陷http:/http:/6.3 6.3 發(fā)電機(jī)、中央空調(diào)等噪聲設(shè)備隔音墻發(fā)電機(jī)、中央空調(diào)等噪聲設(shè)備隔音墻010203040506070809010011031.5631252505001K2K4K8K16K音頻( H z)音 量( d B) 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生噪音量車廂內(nèi)距隔音墻1m處音量 日本發(fā)電機(jī)采用泡沫鋁隔音墻效果，日本發(fā)電機(jī)采用泡

17、沫鋁隔音墻效果，20mm20mm厚鋁夾心板厚鋁夾心板, ,電磁波屏蔽電磁波屏蔽http:/http:/ 6.4 6.4 建筑間隔墻建筑間隔墻 體育運(yùn)場(chǎng)館、會(huì)議廳、歌廳、咖啡廳等建筑內(nèi)體育運(yùn)場(chǎng)館、會(huì)議廳、歌廳、咖啡廳等建筑內(nèi)隔聲間隔墻，可以采用鋼體框架，框架內(nèi)鑲嵌鋁板隔聲間隔墻，可以采用鋼體框架，框架內(nèi)鑲嵌鋁板( (或裝飾板或裝飾板)/)/泡沫鋁夾心板材料，泡沫鋁夾心板厚泡沫鋁夾心板材料，泡沫鋁夾心板厚度為度為20mm20mm30mm30mm。 泡沫鋁間隔墻占空間少，隔音性能優(yōu)良（泡沫鋁間隔墻占空間少，隔音性能優(yōu)良（20mm20mm墻可隔音墻可隔音3030分貝以上），不燃燒，防火性能好，使分貝以

18、上），不燃燒，防火性能好，使用安全。用安全。 塑料泡沫塑料泡沫100mm100mm厚，隔聲厚，隔聲2323分貝，易燃燒。分貝，易燃燒。http:/http:/ 6.5 6.5 建筑樓層間用木板建筑樓層間用木板/ /泡沫鋁復(fù)合隔聲地板泡沫鋁復(fù)合隔聲地板 5mm5mm木板與泡沫鋁板（木板與泡沫鋁板（15mm15mm）復(fù)合貼于地面，）復(fù)合貼于地面，對(duì)下層房間可以降低噪聲對(duì)下層房間可以降低噪聲20dB20dB以上。以上。http:/http:/木板木板泡沫鋁板泡沫鋁板http:/http:/ 6.6 6.6 建筑外墻和地面用大理石建筑外墻和地面用大理石/ /泡沫鋁復(fù)合板泡沫鋁復(fù)合板大理石板大理石板泡沫

19、鋁板泡沫鋁板性能性能泡沫鋁泡沫鋁/ /大大理石復(fù)合板理石復(fù)合板天然大理天然大理石板石板質(zhì)量，質(zhì)量，Kg/mKg/m2 220205454抗沖擊強(qiáng)抗沖擊強(qiáng)度，度，MpaMpa強(qiáng)極度沖擊強(qiáng)極度沖擊下下, ,局部破局部破碎碎弱受外力弱受外力沖擊整體沖擊整體破碎破碎抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度 MpaMpa181826265.85.81616 與相同厚度天然大理石板比較與相同厚度天然大理石板比較3http:/http:/ 韓國大理石韓國大理石/ /泡沫鋁復(fù)合板建筑幕墻泡沫鋁復(fù)合板建筑幕墻 6.7 6.7 制作隔音房制作隔音房http:/http:/ 日本日本E E都市泡沫鋁錄制隔音房都市泡沫鋁錄制隔音房 6.8

20、6.8 客船艙間隔墻客船艙間隔墻 日本、荷蘭泡沫鋁夾心板制作的客船、游船。密度小、日本、荷蘭泡沫鋁夾心板制作的客船、游船。密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、隔音、不燃燒。比強(qiáng)度高、耐腐蝕、隔音、不燃燒。http:/http:/ 七、泡沫鋁吸能板的應(yīng)用七、泡沫鋁吸能板的應(yīng)用 7.1 7.1 制作輕型復(fù)合裝甲制作輕型復(fù)合裝甲美國輕型復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)美國輕型復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu),19mm泡沫鋁泡沫鋁http:/http:/ 泡沫鋁在陶瓷與復(fù)合材料之間泡沫鋁在陶瓷與復(fù)合材料之間 泡沫鋁作背板泡沫鋁作背板 打靶后結(jié)果打靶后結(jié)果可以使輕型裝甲車自重減少可以使輕型裝甲車自重減少1/31/3以上。以上。http:/http:/

21、20022002型防暴車型防暴車 RG-12RG-12型裝甲防暴車型裝甲防暴車 重重7 7噸噸, ,六面防護(hù)裝甲六面防護(hù)裝甲 重重9.29.2噸噸7.2 7.2 防暴泡沫鋁復(fù)合裝甲防暴泡沫鋁復(fù)合裝甲http:/http:/ 6 6面防彈防暴裝甲；面防彈防暴裝甲； RG-12RG-12型車重型車重9.29.2噸；噸； 20022002型重型重7 7噸；噸； 65C15V65C15V型，重型，重6.56.5噸噸; ; 采用采用1 1 錳鋼板錳鋼板( (或鈦合金板或鈦合金板) ) /20 mm/20 mm厚泡沫鋁板厚泡沫鋁板/1mm/1mm厚普鋼厚普鋼板板( (內(nèi)層內(nèi)層) ,) ,重量可以減輕重量可

22、以減輕1/31/3以以上，防暴性能還提高。上，防暴性能還提高。http:/http:/ 7.3 7.3 制作艦船防爆甲板制作艦船防爆甲板重量減輕重量減輕1/21/2，防爆能力顯著提高。，防爆能力顯著提高。http:/http:/ 7.4 7.4 空投設(shè)備包裝箱的緩沖空投設(shè)備包裝箱的緩沖 現(xiàn)軍用空投設(shè)備包現(xiàn)軍用空投設(shè)備包裝箱為美國哈丁安全防裝箱為美國哈丁安全防護(hù)包裝箱，采用塑料泡護(hù)包裝箱，采用塑料泡沫制作。沫制作。 塑料泡沫減震、吸塑料泡沫減震、吸能的能力與泡沫鋁材料能的能力與泡沫鋁材料相比，低得多。相比，低得多。 泡沫鋁吸能量可達(dá)泡沫鋁吸能量可達(dá)到到202030J/cm30J/cm3 3，震動(dòng)

23、，震動(dòng)可以減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。可以減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。http:/http:/ 塑料壓縮曲線塑料壓縮曲線 泡沫鋁材料壓縮曲線泡沫鋁材料壓縮曲線 應(yīng)變/% 泡沫鋁吸能遠(yuǎn)大于塑料泡沫材料，神五、神六泡沫鋁吸能遠(yuǎn)大于塑料泡沫材料，神五、神六300mm300mm厚厚泡沫鋁。制作空投設(shè)備包裝箱，吸能緩沖效果可靠。泡沫鋁。制作空投設(shè)備包裝箱，吸能緩沖效果可靠。http:/http:/ 泡沫鋁電磁屏蔽效能檢測(cè)結(jié)果泡沫鋁電磁屏蔽效能檢測(cè)結(jié)果(dB)(dB) 密度密度 (g/cm(g/cm# #) )頻率頻率(MHz)(MHz)0.880.880.740.740.550.550.420.420.380.3810.010

24、.0110.3110.3110.6110.698.798.7111.3111.3110.1128.2128.2111.2111.2106.7106.7111.6111.6119.7119.760.760.7106.9106.9106.2106.2103.9103.9108.4108.4104.0104.082.082.0104.8104.894.694.692.792.794.394.397.297.2100100107.1107.199.899.895.495.499.599.5101.9101.920220298.598.581.481.498.598.580.780.779.379.3 對(duì)頻率為對(duì)頻率為200200兆赫茲以下的電磁波，可以屏蔽兆赫茲以下的電磁波，可以屏蔽