一塊銀色金屬板,表面布滿了孔洞,輕盈地漂浮在水面上,吸引眾多觀眾窺探其原理……在日前于鄭州舉辦的2019年河南省科技活動周及我市科技活動周進(jìn)校園相關(guān)展會上,清華大學(xué)天津高端裝備研究院洛陽先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地帶來的金屬新材料,成為明星展品之一。
這款顛覆人們常識的金屬新材料,是清洛基地近幾年引入的清華大學(xué)新技術(shù)產(chǎn)品——泡沫鋁。
“顧名思義,泡沫鋁中間充滿了孔洞,其生產(chǎn)方法有很多,包括熔體發(fā)泡法、直接吹氣法、滲流法、粉末冶金法等。我們的技術(shù)為熔體發(fā)泡法,即在鋁熔液中混入發(fā)泡劑,攪拌增黏后發(fā)泡劑會釋放氣體,使得鋁熔液如面包發(fā)酵般膨脹并固化成型,產(chǎn)生發(fā)泡的效果。”清洛基地科研部常務(wù)副部長楊倩倩說。
泡沫鋁具有質(zhì)輕卻堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn),其密度為金屬鋁的20%到40%,甚至可以比水密度還低,抗彎比剛度卻為鋼的1.5倍,且具有極佳的隔音效果。
楊倩倩介紹,目前,國內(nèi)隔音材料多為隔音棉、泡沫水泥等,存在低頻噪聲隔音效果差、不可回收等局限性。而泡沫鋁在具有優(yōu)良隔音效果的同時,還有強(qiáng)度高、可回收、耐高溫等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景廣闊。
例如,泡沫鋁可直接粘貼到建筑外墻進(jìn)行隔音,或豎在高架橋、輕軌兩旁作為大型吸音墻,以減輕城市交通噪聲;可安裝在聲學(xué)室、多功能廳內(nèi),通過吸音改善聲響效果。在工業(yè)領(lǐng)域,泡沫鋁可用于工廠機(jī)房、機(jī)器設(shè)備、戶外建筑工地的噪聲隔離。目前,國外已有高端轎車廠家使用泡沫鋁復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)車身輕量化及發(fā)動機(jī)的降噪。
正因?yàn)橛腥绱藘?yōu)異的物理性能,目前,源于清華大學(xué)的這一泡沫鋁相關(guān)制備技術(shù)已經(jīng)成功對外授權(quán),產(chǎn)品批量應(yīng)用于遼寧某港口的變電站隔音墻等工程建設(shè)中。經(jīng)檢測,該產(chǎn)品對低頻噪聲降噪效果優(yōu)良,降噪率在30%以上。
近年,清洛基地引入清華大學(xué)材料學(xué)院副教授劉源團(tuán)隊(duì)建立了特種金屬材料研究所,開發(fā)出鋁、鎂、銅、鈦等有色金屬及其合金的多孔、蜂窩、泡沫等特種結(jié)構(gòu)材料,可廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、交通等領(lǐng)域。其中,鈦合金三明治輕質(zhì)結(jié)構(gòu)具有重量輕、比重低,吸能和電磁屏蔽效果優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),技術(shù)達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先水平。
楊倩倩介紹,依托相關(guān)技術(shù)積淀,清洛基地牽頭的特種裝備用鈦合金研發(fā)及其加工成形技術(shù)工程化研究,被列為鄭洛新自創(chuàng)區(qū)創(chuàng)新引領(lǐng)型產(chǎn)業(yè)集群專項(xiàng)。未來,清洛基地將進(jìn)一步加大技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)品的市場開拓力度,讓更多新材料創(chuàng)新成果在洛陽自創(chuàng)區(qū)落地轉(zhuǎn)化,開花結(jié)果。(洛陽日報(bào)首席記者 張銳鑫 通訊員 朱甜媛)









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