Применение пенометаллов

Пенометалл подходит для создания крупногабаритных прочных конструкций. Он способен обеспечить рациональные соотношения прочности и массы машины. Безусловно, пенометалл будет активно применяться в космических технологиях, где снижение массы имеет большое значение. Пенометаллы из алюминия, магния, стали, титана или цинка выдерживают высокое давление, приглушают звук, ослабляют вибрации, хорошо изолируют. Они легко поддаются сверлению, распиливанию и фрезерованию, поэтому они хорошо подходят для защиты от ударов в автомобилях, в качестве катализаторов в химии, в изготовлении топливных элементов, а также как биологически совместимый протез костной ткани в медицине [6].

В авиакосмической промышленности замена пенометаллическими панелями дорогостоящих сотовых конструкций может сократить издержки производства.

В строительстве могут способствовать сокращению потребления энергии при эксплуатации лифтов, так как в условиях высоких скоростей их движения и частой смены ускорений и замедлений легкость конструкции приобретает особое значение. Широкое применение открывается в строительстве и для вспененных заготовок, которые могут, например, использоваться для закрепления штепсельных розеток в бетонной стене.

Возможно также создание конструктивных элементов с основой из пенометалла, покрытого слоями алюминия, стали, пластмассы или углеродных волокон. Эти технологии пригодны для производства крупных серий и полностью автоматизированы — разработка Института производственных технологий и прикладного материаловедения им. Фраунгофера в Бремене (Германия) [6].

Дизайнеры, работающие в стиле хай-тек активно используют современные материалы. Не так давно они обратили внимание и на пористый алюминий (пеноалюминий), из которого изготавливают абажуры для светотехники, стойки и панели различного назначения. В частности, из пористого алюминия были изготовлены стенды для мужских часов на выставку «Basel World 2012» [20].

Пеноалюминий отличается низкой теплопроводностью, которая объясняется строением материала и зависит от теплопроводности исходного сплава. С увеличением плотности теплопроводность повышается. Пеноалюминий является коррозионностойким и герметичным материалом, выдерживает гидродавление до 100—130 атм. Он легко поддается механической обработке, пайке и сварке. Сварка повышает его теплопроводность (в сварных швах). Малая плотность в сочетании с низкой теплопроводностью, высокой коррозионной стойкостью и сравнительно высоким модулем упругости позволяет считать пеноалюминий перспективным конструкционным материалом в машиностроении, судостроении, строительстве и других отраслях техники.[21].

Использование пеноалюминия как перспективного современного материала:

в промышленном и гражданском строительстве позволяет обеспечить пожаробезопасность, тепло- и звукопоглощение, экологическую безопасность, малый вес и конструктивно привлекательную возможность применения в отделке помещений;

в энергетике, за счет экранирования обеспечивает поглощение электромагнитных излучений от крупных и мелкий электрических подстанций, электроустановок и излучателей;

в машиностроении обеспечивает виброизоляцию и вибродемпфирование, используется в качестве наполнителя (для обеспечения жёсткости конструкции), а также как шумо-, вибро- и теплоизолирующий материал, как гаситель энергии удара, так как он имеет прочность, в несколько раз превышающую прочность обычного металла;

в дорожном строительстве обеспечивает изготовление легких, долговечных и эффективных шумозащитных стенок;

в автомобилестроении решает вопросы повышения безопасности пассажиров за счет установки энергопоглощающих вставок и сниже­ния веса автомобиля при использо­вании сендвичевых конструкцион­ных деталей из пеноалюминия;

в сфере создания новых мате­риалов обеспечивает значительное улучшение эффективности в теп­ло- и звукопоглощении, а также по­вышение поглощения электромаг­нитных излучений при сохранении экологической безопасности.

Кроме указанных отраслей про­мышленности пеноалюминий най­дет свое применение и авиационной, судостроительной промышленностях, в вагоно- и лифтостроении [2].

Основными величинами, определяющими физические свойства пеноалюминия, являются его плотность и объемная концентрация пор (пористость), которые связаны между собой зависимостью:

[2],

где m – пористость, – плотность пеноалюминия, – плотность алюминия ( = 2,77 г/ ). Плотность образцов, получаемых в настоящее время, находится в пределах 0,19 – 0,30 г/с , что соответствует пористости 0,89 – 0,31. Размер пор пеноалюминия можно регулировать в пределах от долей миллиметра до 20 – 30 мм [2].