泡沫金屬是指含有泡沫氣孔的特種金屬材料。通過其獨特的結構特點,泡沫金屬擁有密度小、隔熱性能好、隔音性能好以及能夠吸收電磁波等一系列良好優點,是隨著人類科技逐步發展起來的一類新型材料常用于航空航天、石油化工等一系列工業開發上。
泡沫金屬的概念
泡沫金屬是指含有泡沫氣孔的特種金屬材料。通過其獨特的結構特點,泡沫金屬擁有密度小、隔熱性能好、隔音性能好以及能夠吸收電磁波等一系列良好優點,是隨著人類科技逐步發展起來的一類新型材料常用于航空航天、石油化工等一系列工業開發上。
孔隙度是指多孔體中所有孔隙的體積與多孔體總體積之比,常常衡量多孔體的空隙空間大小。泡沫金屬的孔隙度常常達到90%以上,并且具有一定強度和剛度的多孔金屬。這類金屬孔隙度高,孔隙直徑可達至毫米級。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年泡沫金屬行業市場深度調研與發展趨勢報告》顯示:
泡沫金屬的透氣性很高,幾乎都是連通孔,孔隙比表面積大,材料容重很小。泡沫金屬在石油化工、航空航天、環保中用于制造凈化、過濾、催化支架、電極等裝置。
含有泡沫狀氣孔的金屬材料與一般燒結多孔金屬相比,泡沫金屬的氣孔率更高,孔徑尺寸較大,可達7毫米。由于泡沫金屬是由金屬基體骨架連續相和氣孔分散相或連續相組成的兩相復合材料,因此其性質取決于所用金屬基體、氣孔率和氣孔結構,并受制備工藝的影響。通常,泡沫金屬的力學性能隨氣孔率的增加而降低,其導電性、導熱性也相應呈指數關系降低。當泡沫金屬承受壓力時,由于氣孔塌陷導致的受力面積增加和材料應變硬化效應,使得泡沫金屬具有優異的沖擊能量吸收特性。
泡沫金屬行業市場發展現狀分析
我國泡沫金屬產量與需求量呈現不斷增長態勢。以泡沫鋁為例,2013-2019年,我國泡沫鋁產量年均復合增長率為13.2%,需求量年均復合增長率為18.1%,均呈現快速增長態勢。但我國泡沫金屬行業發展不平衡,部分產品產量大于市場需求量,部分產品仍處于研究階段,尚未實現量產。
泡沫金屬的制備有粉末冶金法和電鍍法,前者通過向熔體金屬添加發泡劑制得泡沫金屬;后者通過電沉積工藝在聚氨酯泡沫塑料骨架上復制成泡沫金屬。
在全球市場中,泡沫金屬主要生產商有美國ERG、美國Alcan、加拿大Cymat、德國Fraunhoer、英國Porvair、挪威NorskHydro、日本Shinko-Wire等。在我國市場中,泡沫金屬主要生產商有北京中實強業、上海眾匯、四川元泰達、無錫瑞鴻、上海眾維、陜西晉泰、寧波賽孚等。與發達國家相比,我國泡沫金屬行業在研發創新、科研成果轉化、技術工藝等方面存在差距,未來還有較大進步空間。
因為泡沫金屬具有一定的強度、延展性和可加性,可作輕質結構材料。這種材料很早就用于飛機夾合件的芯材。在航空航天和導彈工業中,泡沫金屬被用作輕質、傳熱的支撐結構。因其能焊接、膠粘或電鍍到結構體上,故可做成夾層承載構件。如作機翼金屬外殼的支撐體、導彈鼻錐的防外殼高溫倒坍支持體(因其良好的導熱性)以及宇宙飛船的起落架等。
在建筑上,需要泡沫金屬制作輕、硬、耐火的元件、欄桿或這些東西的支撐體。現代化電梯高頻高速的加速和減速,亦特別需要泡沫金屬這種同時具備吸能和承載特性的輕質結構來降低能耗。圓柱形殼體廣泛存在于工程結構中,如飛機機身和遠離岸邊的油井平臺。薄壁圓柱殼在受到載荷作用時易于損壞,但若外殼由連續的泡沫:卷材支持,則該結構比同樣直徑和大小的未加強中心殼體具有較大的強度。
泡沫銅較易制得,且便于變形,故適合作緊固器。泡沫金屬還可作為許多有機、無機和金屬材料的增強材料。如在泡沫鎳中充入熔融鋁凝固后制成泡沫鎳增強的鋁合金材料等。泡沫金屬非常適于用作多種承載鑲板、殼體和管體的輕質j卷材,制成多種層壓復合材料。多孔材料用于結構件的典型例子即是制作夾層鑲板。
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2023-2028年泡沫金屬行業市場深度調研與發展趨勢報告
泡沫金屬是指含有泡沫氣孔的特種金屬材料。通過其獨特的結構特點,泡沫金屬擁有密度小、隔熱性能好、隔音性能好以及能夠吸收電磁波等一系列良好優點,是隨著人類科技逐步發展起來的一類新型材料...
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