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1、泡沫铝材料生产技术,东北大学,一、泡沫铝材料生产技术概况,泡沫铝是国际上近30年发展起来的新材料。 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，90年代中期已经实现了工业化生产，产品规格达到800mm 1800 mm。 美国在90年代中期在国防高等研究署和海军共同资助下，组织哈佛、MIT、剑桥等大学进行研究。主要用于潜艇、军舰降噪； 除日本外，其它国家的制品规格都较小， 韩国600 mm 1200 mm， 美国泡沫铝板材的规格也较小。,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90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都作出了有益
2、的贡献。 东北大学在“十五”国家“863”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，实现了工程化、产业化，形成了工业生产技术。产品规格达到800mm 2000 mm，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。其他单位制品规格为500mm 500 mm或600mm 600 mm。 2006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。,东北大学在2003年获得了“熔体直接发泡制造闭孔型泡沫铝的方法”发明专利，拥有完全的知识产权。,2007年12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。,二、泡沫铝材料特性,
3、密度： 0.25g/cm3 0.6g/cm3 ； 孔隙率： 78% 90% 比强度： 承受的质量可达自重的60倍以上； 抗弯强度： 16Mpa 21Mpa 隔音量： 30mm厚隔音40 60分贝，高聚苯6倍； 吸音率： （打孔，800Hz） 60 % 90% ； 电磁屏蔽： 可以屏蔽电磁波90dB； 吸能量： 8 30J/cm3 。,喷水池,废料、钙,三、,泡沫铝生产工艺(2),切割,碾平,清洗,废料返回,碎屑返回,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； 2、出厂的全部为产品； 3、无三废，除生活污水外，
4、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。,四、主要泡沫铝产品,1、普通泡沫铝裸板,800mm2000mm 厚度10mm400mm,2、 泡沫铝吸声板,800mm2000mm 厚度10mm400mm,3、 泡沫铝夹心板,五、泡沫铝吸声板的开发 1、打孔提高吸声率,打孔泡沫铝板吸声系数测量结果 1) 0mm；2) 10mm；3) 30mm；4) 60mm；5) 90mm,2、背后设置空腔调整吸声频率,美国俄亥俄级核潜艇100分贝，狼级核潜艇95分贝，我国最先进潜艇115分贝左右。,3、泡沫铝吸声板的应用 3.1 潜艇降噪,3.2 国内舰船上的应用 海监巡逻艇机舱降噪，出口
5、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1号船机舱降噪，巡逻艇机舱降噪等 。,3.3 韩国船舶的应用,韩国60英尺游艇机舱降噪,3.4 公路与铁路声屏障,日本阪神高速3号线泡沫铝声屏障,沈阳东西快速干道泡沫铝声屏障,铁路声屏障设计图,铁路声屏障泡沫铝吸声箱结构图,3.5 高架桥下底面吸声,日本阪神高速3号线高架桥底面泡沫铝吸声结构,3.6 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,3.7 游泳馆降噪,不吸潮,比多孔/纤维结构降噪效果提高数倍,3.8 音乐厅、录音室等场合降噪,日本音乐厅、动漫录音室等采用泡沫铝吸声内壁，避免回响,3.9 公路与河底隧道降噪,不吸
6、潮，保持高吸音率, 吸收汽车噪声。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。,3.10 地铁隧道降噪,韩国地铁通风口格子型泡沫铝吸声装置,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,韩国某教堂的泡沫铝吸声天棚,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,3.12 汽车消声器,用于大、中型客车，降噪20分贝以上,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,不同厚度泡沫铝夹心板隔声量 1) 10mm; 2) 20mm; 3) 30mm,6.1 列车隔声侧衬,列车的侧衬可以采用20mm厚
7、泡沫铝与20mm厚聚氨酯泡沫复合，粘贴在车厢壳体内侧，既可以隔离噪声20分贝以上，隔声能力是矿渣棉材料的4倍以上，是蜂窝铝的3倍以上,又具有优良的隔热性能。,韩国列车隔声侧衬和顶棚,6.2 列车地板,高速列车地板厚度为30mm,普通列车20mm厚。 高速列车泡沫铝底板与蜂窝铝地板性能比较,6.3 发电机、中央空调等噪声设备隔音墙,日本发电机采用泡沫铝隔音墙效果，20mm厚铝夹心板,电磁波屏蔽,6.4 建筑间隔墙,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(或装饰板)/泡沫铝夹心板材料，泡沫铝夹心板厚度为20mm30mm。 泡沫铝间隔墙占空间少，隔音性能
8、优良（20mm墙可隔音30分贝以上），不燃烧，防火性能好，使用安全。 塑料泡沫100mm厚，隔声23分贝，易燃烧。,6.5 建筑楼层间用木板/泡沫铝复合隔声地板,5mm木板与泡沫铝板（15mm）复合贴于地面，对下层房间可以降低噪声20dB以上。,木板,泡沫铝板,6.6 建筑外墙和地面用大理石/泡沫铝复合板,大理石板,泡沫铝板,与相同厚度天然大理石板比较,3,韩国大理石/泡沫铝复合板建筑幕墙,6.7 制作隔音房,日本E都市泡沫铝录制隔音房,6.8 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、比强度高、耐腐蚀、隔音、不燃烧。,七、泡沫铝吸能板的应用 7.1 制作轻型复合装甲,美国
9、轻型复合装甲结构,19mm泡沫铝,泡沫铝在陶瓷与复合材料之间,泡沫铝作背板,打靶后结果,可以使轻型装甲车自重减少1/3以上。,2002型防暴车 RG-12型装甲防暴车,重7吨,六面防护装甲,重9.2吨,7.2 防暴泡沫铝复合装甲,6面防弹防暴装甲； RG-12型车重9.2吨； 2002型重7吨； 65C15V型，重6.5吨; 采用1 锰钢板(或钛合金板) /20 mm厚泡沫铝板/1mm厚普钢板(内层) ,重量可以减轻1/3以上，防暴性能还提高。,7.3 制作舰船防爆甲板,重量减轻1/2，防爆能力显著提高。,7.4 空投设备包装箱的缓冲,现军用空投设备包装箱为美国哈丁安全防护包装箱，采用塑料泡沫
10、制作。 塑料泡沫减震、吸能的能力与泡沫铝材料相比，低得多。 泡沫铝吸能量可达到2030J/cm3，震动可以减少一个数量级。,塑料压缩曲线,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、神六300mm厚泡沫铝。制作空投设备包装箱，吸能缓冲效果可靠。,泡沫铝电磁屏蔽效能检测结果(dB),对频率为200兆赫兹以下的电磁波，可以屏蔽90分贝以上。,八、泡沫铝电磁屏蔽板的应用,制作军事指挥车、指挥所的内衬，有利于指挥信息保密，有利于信息对抗。,8.1 指挥信息电磁屏蔽,8.2 电器柜电磁屏蔽与降噪,军用发电机、牵引机、变流器等电器柜需要隔声降噪，同时又屏蔽电磁波。普通电器柜用铁壳和聚氨酯塑料泡沫夹心制作，降低噪声和电磁波的能力有限，用泡沫铝夹心板制作的，两个方面能力都较强。 铁/塑料泡沫柜与铝/泡沫铝柜功能比较（厚度20mm）,十、合作方式,技术方：投入泡沫铝生产技术（技术评估1.44亿元),占45%股份； 投资方: 投一亿元RHB，占55%股份； 规模: 年产2万吨( 4万m3)泡沫铝材料； 生产成本：7亿元RMB； 销售收入：14亿元RMB； 利 税： 7亿元RMB。,
