泡沫铝生产技术

1、 泡沫铝材料生产技术泡沫铝材料生产技术 东北大学东北大学一、泡沫铝材料生产技术概况一、泡沫铝材料生产技术概况 泡沫铝是国际上近泡沫铝是国际上近3030年发展起来的新材料年发展起来的新材料。 主要生产方法是熔体直接发泡法。主要生产方法是熔体直接发泡法。 日本在八十年代后期起步，日本在八十年代后期起步，9090年代中期已经实现了年代中期已经实现了工业化生产，产品规格达到工业化生产，产品规格达到800mm800mm 1800 mm 1800 mm。 美国在美国在9090年代中期在国防高等研究署和海军共同资年代中期在国防高等研究署和海军共同资助下，组织哈佛、助下，组织哈佛、MITMIT、剑桥等大学进行

2、研究。主要用于、剑桥等大学进行研究。主要用于潜艇、军舰降噪；潜艇、军舰降噪； 除日本外，其它国家的制品规格都较小，除日本外，其它国家的制品规格都较小， 韩国韩国600 600 mmmm 1200 mm 1200 mm， 美国泡沫铝板材的规格也较小美国泡沫铝板材的规格也较小。 http:/http:/ 国内东南大学、中科院固体物理所、舰船材料研国内东南大学、中科院固体物理所、舰船材料研究所、东北大学等一些单位从究所、东北大学等一些单位从9090年代开始对泡沫铝材年代开始对泡沫铝材料制备技术和性能的研究，对我国泡沫铝材料的发展料制备技术和性能的研究，对我国泡沫铝材料的发展都作出了有益的贡献。都作出

3、了有益的贡献。 东北大学在东北大学在“十五十五”国家国家“863”863”高技术、国家高技术、国家教育部科技计划、辽宁省重点攻关计划等支持下，实教育部科技计划、辽宁省重点攻关计划等支持下，实现了工程化、产业化，形成了工业生产技术。产品规现了工程化、产业化，形成了工业生产技术。产品规格达到格达到800mm800mm 2000 mm 2000 mm，使中国成为继日本之后能，使中国成为继日本之后能够生产大规格泡沫铝材料的国家。其他单位制品规格够生产大规格泡沫铝材料的国家。其他单位制品规格为为500mm500mm 500 mm 500 mm或或600mm600mm 600 mm 600 mm。 200

4、62006年泡沫铝生产技术和泡沫铝产品通过了辽宁年泡沫铝生产技术和泡沫铝产品通过了辽宁省科技厅和辽宁省经济委组织的鉴定。省科技厅和辽宁省经济委组织的鉴定。 http:/http:/ 东北大学在东北大学在20032003年获得了年获得了“熔体直接发泡制造闭孔熔体直接发泡制造闭孔型泡沫铝的方法型泡沫铝的方法”发明专利，拥有完全的知识产权。发明专利，拥有完全的知识产权。http:/http:/ 20072007年年1212月闭孔泡沫铝材料被国家科技部等列为国月闭孔泡沫铝材料被国家科技部等列为国家重点新产品，承担单位：沈阳东大先进材料公司。家重点新产品，承担单位：沈阳东大先进材料公司。http:/ht

5、tp:/二、泡沫铝材料特性二、泡沫铝材料特性 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% 比强度：比强度： 承受的质量可达自重的承受的质量可达自重的6060倍以上；倍以上； 抗弯强度：抗弯强度： 16Mpa 16Mpa 21Mpa21Mpa 隔音量：隔音量： 30mm30mm厚隔音厚隔音40 40 6060分贝，高聚苯分贝，高聚苯6 6倍；倍； 吸音率：吸音率： （打孔，（打孔，800Hz800Hz） 60 % 60 % 90% 90% ； 电磁屏蔽：电磁屏蔽： 可以屏蔽电磁波可以屏蔽电磁波90d

6、B90dB； 吸能量：吸能量： 8 8 30J/cm30J/cm3 3 。 http:/http:/喷水池喷水池废料、钙三、三、http:/http:/泡沫铝生产工艺泡沫铝生产工艺(2)(2)切割碾平清洗废料返回碎屑返回http:/http:/ 泡沫铝生产工艺特点：泡沫铝生产工艺特点： 1、生产过程中，原料、切割的边角料、锯末粉、生产过程中，原料、切割的边角料、锯末粉等形成闭路循环，边角料、锯末粉全部回收、重熔，等形成闭路循环，边角料、锯末粉全部回收、重熔，不排放废渣、废料；不排放废渣、废料； 2、出厂的全部为产品；、出厂的全部为产品； 3、无三废，除生活污水外，生产上不排放污水；、无三废，除

7、生活污水外，生产上不排放污水；生产过程中不产生污染气体；生产过程中不排放废渣。生产过程中不产生污染气体；生产过程中不排放废渣。http:/http:/ 四、主要泡沫铝产品四、主要泡沫铝产品 1、普通泡沫铝裸板普通泡沫铝裸板800mm800mm2000mm 2000mm 厚度厚度10mm10mm400mm400mmhttp:/http:/ 2、 泡沫铝吸声板泡沫铝吸声板800mm800mm2000mm 2000mm 厚度厚度10mm10mm400mm400mmhttp:/http:/ 3、 泡沫铝夹心板泡沫铝夹心板http:/http:/ 五、泡沫铝吸声板的开发五、泡沫铝吸声板的开发 1、打孔提

8、高吸声率、打孔提高吸声率http:/http:/ 打孔泡沫铝板吸声系数测量结果打孔泡沫铝板吸声系数测量结果 1) 0mm1) 0mm；2) 10mm2) 10mm；3) 30mm3) 30mm；4) 60mm4) 60mm；5) 90mm5) 90mm2 2、背后设置空腔调整吸声频率、背后设置空腔调整吸声频率http:/http:/ 美国俄亥俄级核潜艇美国俄亥俄级核潜艇100100分贝，狼级核潜艇分贝，狼级核潜艇9595分贝，分贝，我国最先进潜艇我国最先进潜艇115115分贝左右。分贝左右。3 3、泡沫铝吸声板的应用、泡沫铝吸声板的应用3.1 3.1 潜艇降噪潜艇降噪http:/http:/h

9、ttp:/http:/ 3.2 国内舰船上的应用国内舰船上的应用 海监巡逻艇机舱降噪，出口拖轮机舱与控制室海监巡逻艇机舱降噪，出口拖轮机舱与控制室之间的通道降噪，多艘潜艇船员餐厅降噪、中海油之间的通道降噪，多艘潜艇船员餐厅降噪、中海油1号船机舱降噪，巡逻艇机舱降噪等号船机舱降噪，巡逻艇机舱降噪等 。http:/http:/ 3.3 韩国船舶的应用韩国船舶的应用 韩国韩国60英尺游艇机舱降噪英尺游艇机舱降噪3.4 3.4 公路与铁路声屏障公路与铁路声屏障 日本阪神高速日本阪神高速3号线泡沫铝声屏障号线泡沫铝声屏障 http:/http:/ 沈阳东西快速干道泡沫铝声屏障沈阳东西快速干道泡沫铝声屏障

10、http:/http:/螺栓防撞墙下装 型钢斜式H钢立柱泡沫铝屏板声屏障立面图斜式 型钢侧面图沈阳东大先进材料发展有限公司铁路隔音屏隔音屏总图设计复核图号日期序号合计名称规格斜式 钢立柱泡沫铝屏板螺栓下装 型钢上下装饰条上端：1002009下端：3002009196280030M2025015040008注：1.形式为高4.8米直立式声屏障 2.声屏障的组成：（1）斜式 型立柱；（2）打孔泡沫铝屏板 3.各部分的特点： （1）泡沫铝吸音隔音屏具有耐久性、抗雨水、抗日晒、抗灰尘等特性 （2）设计为中间空气夹层为20，提高其隔音性能，降噪30以上 铁路声屏障设计图铁路声屏障设计图http:/htt

11、p:/ 铁路声屏障泡沫铝吸声箱结构图铁路声屏障泡沫铝吸声箱结构图http:/http:/ 3.5 3.5 高架桥下底面吸声高架桥下底面吸声 日本阪神高速日本阪神高速3 3号线高架桥底面泡沫铝吸声结构号线高架桥底面泡沫铝吸声结构 http:/http:/ 3.6 3.6 闹市区降噪闹市区降噪日本神户港口新城中心商厦的噪音泡沫铝吸声墙日本神户港口新城中心商厦的噪音泡沫铝吸声墙 http:/http:/ 3.7 3.7 游泳馆降噪游泳馆降噪 不吸潮不吸潮, ,比多孔比多孔/ /纤维结构降噪效果提高数倍纤维结构降噪效果提高数倍http:/http:/ 3.8 3.8 音乐厅、录音室等场合降噪音乐厅、录

12、音室等场合降噪 日本音乐厅、动漫录音室等采用泡沫铝吸声内壁，避免回响日本音乐厅、动漫录音室等采用泡沫铝吸声内壁，避免回响http:/http:/3.9 3.9 公路与河底隧道降噪公路与河底隧道降噪 不吸潮，保持高吸音率不吸潮，保持高吸音率, , 吸收汽车噪声。降噪效果提高数倍。吸收汽车噪声。降噪效果提高数倍。http:/http:/ 地铁隧道车站，泡沫铝吸声板不吸潮、防火，降噪效果提高数倍。地铁隧道车站，泡沫铝吸声板不吸潮、防火，降噪效果提高数倍。http:/http:/3.10 3.10 地铁隧道降噪地铁隧道降噪http:/http:/ 韩国地铁通风口格子型泡沫铝吸声装置韩国地铁通风口格子型

13、泡沫铝吸声装置http:/http:/ 韩国某小学教室屋顶泡沫铝吸声吊顶韩国某小学教室屋顶泡沫铝吸声吊顶3.11 建筑内泡沫铝吸声吊顶建筑内泡沫铝吸声吊顶http:/http:/ 韩国某教堂的泡沫铝吸声天棚韩国某教堂的泡沫铝吸声天棚http:/http:/韩国某高级中学礼堂泡沫铝吸声降噪天棚和侧壁韩国某高级中学礼堂泡沫铝吸声降噪天棚和侧壁韩国仁川国际机场天棚泡沫铝吸声工程韩国仁川国际机场天棚泡沫铝吸声工程http:/http:/http:/http:/3.12 3.12 汽车消声器汽车消声器用于大、中型客车，降噪用于大、中型客车，降噪20分贝以上分贝以上http:/http:/ 韩国管道内格子

14、式泡沫铝消声器韩国管道内格子式泡沫铝消声器 六、泡沫铝隔声板（夹心板）的应用六、泡沫铝隔声板（夹心板）的应用 不同厚度泡沫铝夹心板隔声量不同厚度泡沫铝夹心板隔声量 1) 10mm; 2) 20mm; 3) 30mm http:/http:/ 6.1 6.1 列车隔声侧衬列车隔声侧衬 列车的侧衬可以采用列车的侧衬可以采用20mm20mm厚泡沫铝与厚泡沫铝与20mm20mm厚厚聚氨酯泡沫复合，粘贴在车厢壳体内侧，既可以聚氨酯泡沫复合，粘贴在车厢壳体内侧，既可以隔离噪声隔离噪声2020分贝以上，隔声能力是矿渣棉材料的分贝以上，隔声能力是矿渣棉材料的4 4倍以上，是蜂窝铝的倍以上，是蜂窝铝的3 3倍以

15、上倍以上, ,又具有优良的隔又具有优良的隔热性能。热性能。http:/http:/http:/http:/ 韩国列车隔声侧衬和顶棚韩国列车隔声侧衬和顶棚 6.2 6.2 列车地板列车地板高速列车地板厚度为高速列车地板厚度为30mm,30mm,普通列车普通列车20mm20mm厚。厚。 高速列车泡沫铝底板与蜂窝铝地板性能比较高速列车泡沫铝底板与蜂窝铝地板性能比较性能性能泡沫铝泡沫铝, ,30mm30mm蜂窝铝蜂窝铝, , 50mm50mm差值差值密度密度, g/ , g/ cmcm3 30.6 0.6 0.7 0.7 -0.1-0.1抗弯强度抗弯强度,Mpa,Mpa16 16 242410 10

16、1616+6 +6 1212剥离强度剥离强度,Mpa,Mpa3 31.5 1.5 2.52.51 1隔声性能隔声性能,dB,dB30301010+10+10隔震性隔震性, ,数量级数量级1.01.00.5 0.5 +0.5+0.5塌塌 陷陷不塌陷不塌陷发生塌陷发生塌陷http:/http:/6.3 6.3 发电机、中央空调等噪声设备隔音墙发电机、中央空调等噪声设备隔音墙010203040506070809010011031.5631252505001K2K4K8K16K音频( H z)音 量( d B) 发动机产生噪音量车厢内距隔音墙1m处音量 日本发电机采用泡沫铝隔音墙效果，日本发电机采用泡

17、沫铝隔音墙效果，20mm20mm厚铝夹心板厚铝夹心板, ,电磁波屏蔽电磁波屏蔽http:/http:/ 6.4 6.4 建筑间隔墙建筑间隔墙 体育运场馆、会议厅、歌厅、咖啡厅等建筑内体育运场馆、会议厅、歌厅、咖啡厅等建筑内隔声间隔墙，可以采用钢体框架，框架内镶嵌铝板隔声间隔墙，可以采用钢体框架，框架内镶嵌铝板( (或装饰板或装饰板)/)/泡沫铝夹心板材料，泡沫铝夹心板厚泡沫铝夹心板材料，泡沫铝夹心板厚度为度为20mm20mm30mm30mm。 泡沫铝间隔墙占空间少，隔音性能优良（泡沫铝间隔墙占空间少，隔音性能优良（20mm20mm墙可隔音墙可隔音3030分贝以上），不燃烧，防火性能好，使分贝以

18、上），不燃烧，防火性能好，使用安全。用安全。 塑料泡沫塑料泡沫100mm100mm厚，隔声厚，隔声2323分贝，易燃烧。分贝，易燃烧。http:/http:/ 6.5 6.5 建筑楼层间用木板建筑楼层间用木板/ /泡沫铝复合隔声地板泡沫铝复合隔声地板 5mm5mm木板与泡沫铝板（木板与泡沫铝板（15mm15mm）复合贴于地面，）复合贴于地面，对下层房间可以降低噪声对下层房间可以降低噪声20dB20dB以上。以上。http:/http:/木板木板泡沫铝板泡沫铝板http:/http:/ 6.6 6.6 建筑外墙和地面用大理石建筑外墙和地面用大理石/ /泡沫铝复合板泡沫铝复合板大理石板大理石板泡沫

19、铝板泡沫铝板性能性能泡沫铝泡沫铝/ /大大理石复合板理石复合板天然大理天然大理石板石板质量，质量，Kg/mKg/m2 220205454抗冲击强抗冲击强度，度，MpaMpa强极度冲击强极度冲击下下, ,局部破局部破碎碎弱受外力弱受外力冲击整体冲击整体破碎破碎抗弯强度抗弯强度 MpaMpa181826265.85.81616 与相同厚度天然大理石板比较与相同厚度天然大理石板比较3http:/http:/ 韩国大理石韩国大理石/ /泡沫铝复合板建筑幕墙泡沫铝复合板建筑幕墙 6.7 6.7 制作隔音房制作隔音房http:/http:/ 日本日本E E都市泡沫铝录制隔音房都市泡沫铝录制隔音房 6.8

20、6.8 客船舱间隔墙客船舱间隔墙 日本、荷兰泡沫铝夹心板制作的客船、游船。密度小、日本、荷兰泡沫铝夹心板制作的客船、游船。密度小、比强度高、耐腐蚀、隔音、不燃烧。比强度高、耐腐蚀、隔音、不燃烧。http:/http:/ 七、泡沫铝吸能板的应用七、泡沫铝吸能板的应用 7.1 7.1 制作轻型复合装甲制作轻型复合装甲美国轻型复合装甲结构美国轻型复合装甲结构,19mm泡沫铝泡沫铝http:/http:/ 泡沫铝在陶瓷与复合材料之间泡沫铝在陶瓷与复合材料之间 泡沫铝作背板泡沫铝作背板 打靶后结果打靶后结果可以使轻型装甲车自重减少可以使轻型装甲车自重减少1/31/3以上。以上。http:/http:/

21、20022002型防暴车型防暴车 RG-12RG-12型装甲防暴车型装甲防暴车 重重7 7吨吨, ,六面防护装甲六面防护装甲 重重9.29.2吨吨7.2 7.2 防暴泡沫铝复合装甲防暴泡沫铝复合装甲http:/http:/ 6 6面防弹防暴装甲；面防弹防暴装甲； RG-12RG-12型车重型车重9.29.2吨；吨； 20022002型重型重7 7吨；吨； 65C15V65C15V型，重型，重6.56.5吨吨; ; 采用采用1 1 锰钢板锰钢板( (或钛合金板或钛合金板) ) /20 mm/20 mm厚泡沫铝板厚泡沫铝板/1mm/1mm厚普钢厚普钢板板( (内层内层) ,) ,重量可以减轻重量可

22、以减轻1/31/3以以上，防暴性能还提高。上，防暴性能还提高。http:/http:/ 7.3 7.3 制作舰船防爆甲板制作舰船防爆甲板重量减轻重量减轻1/21/2，防爆能力显著提高。，防爆能力显著提高。http:/http:/ 7.4 7.4 空投设备包装箱的缓冲空投设备包装箱的缓冲 现军用空投设备包现军用空投设备包装箱为美国哈丁安全防装箱为美国哈丁安全防护包装箱，采用塑料泡护包装箱，采用塑料泡沫制作。沫制作。 塑料泡沫减震、吸塑料泡沫减震、吸能的能力与泡沫铝材料能的能力与泡沫铝材料相比，低得多。相比，低得多。 泡沫铝吸能量可达泡沫铝吸能量可达到到202030J/cm30J/cm3 3，震动

23、，震动可以减少一个数量级。可以减少一个数量级。http:/http:/ 塑料压缩曲线塑料压缩曲线 泡沫铝材料压缩曲线泡沫铝材料压缩曲线 应变/% 泡沫铝吸能远大于塑料泡沫材料，神五、神六泡沫铝吸能远大于塑料泡沫材料，神五、神六300mm300mm厚厚泡沫铝。制作空投设备包装箱，吸能缓冲效果可靠。泡沫铝。制作空投设备包装箱，吸能缓冲效果可靠。http:/http:/ 泡沫铝电磁屏蔽效能检测结果泡沫铝电磁屏蔽效能检测结果(dB)(dB) 密度密度 (g/cm(g/cm# #) )频率频率(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 对频率为对频率为200200兆赫兹以下的电磁波，可以屏蔽兆赫兹以下的电磁波，可以屏蔽