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          球體多孔鋁的用途
            球體多孔鋁是一種在鋁基體中含有一定數量、一定尺寸孔徑、一定孔隙率的金屬材料,它具有多孔材料的輕質特性,還具有金屬材料優良的力學性能和熱、電等物理性能,是集多種優良性能于一身的新型環保型結構功能材料。涉及航空航天、軍械裝備、機器制造、船舶及陸路運載工具、建筑等行業,對球體多孔鋁材料的需求主要集中在吸音降噪、吸能緩沖、減振、防爆、散熱、過濾、吸波、電磁屏蔽等方向的應用。


          球體多孔鋁在船舶重工中的應用

          、制作柔性航母飛行甲板焊接模塊

          目前航母飛行甲板由50mm厚鋼板與支撐框架組成,飛機著艦時反作用力使其跳躍滑行,固定翼飛機著艦未掛住攔阻索的,白天約為5%,夜間高達12-15%,必須拉起復飛。壓低著艦角度可以降低飛機被彈起高度,提高被攔阻索掛住的幾率,但是著艦角度太低,將存在著撞艦引起機毀人亡的危險性,降低航母飛行甲板的反彈力,飛機著艦角度不太低,安全,然而被彈起高度較低,被攔阻索勾掛住幾率很高。為達到這樣理想效果,采用球體泡沫鋁夾心的飛行甲板,如圖1所示,預制飛行甲板焊接模塊,上面板為20mm厚度鋼板,中間球體泡沫鋁100mm,下部底板10mm厚鋼板,周邊鋼板為5mm厚,下部為支撐框架。這樣飛行甲板的載荷強度與130mm厚度裝甲鋼板強度相當;飛機彈起高度降低50%以上;當航彈沖擊甲板時,單位面積攻擊力減少為1/200,阻礙航彈向內攻擊;甲板可抗1000Mpa以上爆炸沖擊波,提高航母安全性。


          、制作船舶消聲器濾芯

          武船重工集團用中實強業球體泡沫鋁做高壓空氣消聲器濾芯,外筒體與內外濾芯如圖2,后調整為圖3.7-8mm#球體泡沫鋁濾芯,一條船6件。

          、制作防爆抗彈艦載導彈發射井蓋

          艦載導彈發射井井蓋一般用碳鋼或合金鋼骨架、鋼筋混凝土等材料制成(圖4)。質量笨重,開啟較困難,同時對艦船增加過多的負重。也有用裝甲鋼板制作外殼,內部充填礦渣棉等纖維,雖輕質但抗爆和抗穿甲彈能力很低。艦載導彈發射井蓋需要快速開啟與關閉,并且需要抗穿甲彈和爆炸攻擊,提高自我防護能力,因此,需要研制抗穿甲彈和爆炸能力強,且輕質的艦載導彈發射井蓋。

          設計的球體泡沫鋁/鋼板復合艦載導彈發射井蓋,如圖5所示,面板為10mm厚度裝甲鋼板,中間層為300mm厚度球體泡沫鋁,球體泡沫鋁層下面為10mm厚度PE纖維板,底層為10mm厚鋼板。330mm厚球體泡沫鋁夾心井蓋每平米0.316噸。載荷強度與330mm厚度裝甲鋼板的強度相當;抗爆強度可達到7500Mpa,提高1000倍;提高抗穿甲彈能力,彈體作用面積大200倍以上,穿甲彈對單位面積的攻擊力減小到200分之一。


          、制作艦船防爆甲板

          艦船甲板用裝甲板/球體泡沫鋁板/鋼板復合結構,甲板強度、抗爆、抗彈能力提高2倍以上。

          、制作聲子玻璃——寬頻水下吸聲材料

          新型寬頻水下吸聲材料在規避聲吶搜索的消聲覆蓋層、水下聲傳輸系統等方面有著迫切的需求。目前亟需解決靜水壓下水下吸聲材料的寬頻強吸聲問題。局域共振聲子晶體能夠在晶格尺寸比相應聲波波長小1-2個數量級時獲得明顯的聲子帶隙,但是現有研究多針對共振散射單元,缺乏對結構的系統研究,這導致它只能在窄頻實現強吸聲效應。

          聲子玻璃是通過將局域共振單元引入到互穿網絡結構中制備而成,它擁有高機械強度和水下寬頻強吸聲性能雙重特性。中科院力學所研究具體方案為將力學性能優異中實強業球體泡沫鋁作為骨架,填充耐腐蝕與耐低溫性能較好的聚氨酯彈性體,通過泡沫鋁和聚合物所形成的強物理連接構成了網絡化結構。這些網絡化的共振單元將有利于新材料獲得寬頻強吸聲效應。



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