在“陆军一号”大量使用的泡沫铝 为什么能击中汽车厂家的心？

如果一款金属材料轻质、可吸能，绝对会吸引来自汽车厂家的火热目光。

球体多孔铝——也称泡沫铝，在汽车厂家眼里就是这样的“宝”。美国前总统奥巴马的座驾“陆军一号”，以可防弹、防暴的高安全性著称，采用了大量泡沫铝材料。

这款外形像海绵的泡沫铝，只是纯铝材变了个造型，但其功能性却呈爆炸式的增加：轻质、密度小、耐热、抗冲击、透过性、吸音性、保温性、电磁屏蔽性、电阻性、耐腐蚀性等等一堆优点袭来，这为它的应用打开了无暇的想象空间。

提到这款材料，不得不提到《泡沫铝国家标准》制定参与单位之一——北京中实强业泡沫金属有限公司（简称“中实强业”），凭借这款产品，中实强业闯进了汽车、航空航天、轨道交通、船舶重工、建筑、通讯等诸多领域。

01

撞击造成的能量伤害被泡沫铝吸收

在选材时，安全性成为汽车厂商主要的考量因素之一。这恰好是中实强业泡沫铝进入汽车领域的重要切入点。

2014年底卫生部统计，年交通事故470万件，总伤亡人数95万余人，其中死亡20万人左右，主要原因是汽车缺乏防撞结构。

中实强业分析认为，普通的汽车前纵梁结构，钢防撞梁缺乏吸能能力，其搭载的低速吸能盒只能吸收很少动能，以缓冲低速撞击；为缓冲高速撞击，则在纵梁上设置一些低强度节段，撞击时允许汽车引擎部分变形，实际上这种安全效果不佳。

如果防撞梁采用吸能性的球体泡沫铝，安全性可有效提升。中实强业通过将泡舱设计成相对规则的球状，此外，在舱壁上开小圆孔连接各球体，开往6个方向，避免直通孔。

当外部冲击或压力作用于泡沫铝时，这些能量会被传递到泡沫铝的微观结构中，然后通过这些微小的通道和连接被分散和吸收。此外，由于泡沫铝的材质不具有反弹性，吸能效果更佳。

球体多孔铝

汽车的泡沫铝防撞梁经过撞击后，通过变形吸能，释放撞击动能，可以使得车身和轿厢保持不变形，以达到保护人员安全的效果。

02

降低汽车重量

对于汽车，尤其是新能源汽车而言，节能降耗的必要路径是实现车身的轻量化。HIS Markit数据显示，当整车减重10%，续航里程可提高5%- 7%。

可见，轻量化对于节能降耗的效果十分可观。

大量小孔的存在，使得泡沫铝的密度降低，轻质成为它的另一大特性，在具备安全性的同时，可“扛起”汽车轻量化的“重任”。

目前，中实强业可将泡沫铝的密度做到0.5-1.1g/cm3，与密实铝相比，密度最低时大约为密实铝的25%。

轻质的泡沫铝被汽车厂商引入到多个部件。

OME公司设计了一款汽车，其底盘部分采用泡沫铝三明治板结构，其质量比同等结构的其他材质下降25%；德国卡曼汽车公司则用三明治式复合泡沫铝制造吉雅轻便轿车的顶盖板，其刚度比原来的钢结构件强7倍，质量轻25%。

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为汽车降噪助力

如果说高安全、轻量化满足了汽车的刚性需求，那么还可以做到吸音效果的泡沫铝无疑为汽车带来了额外的惊喜了。

汽车噪音，关系着驾驶安全。为此，国家层面专门推出了“汽车噪音控制标准”以解决这一问题。

由于泡沫铝具有大量的小气孔，当电磁波、声波等能量穿过泡沫铝时，会被气孔中的电子和离子所吸收和分散。如此一来，达到了吸音的效果。

据中实强业介绍，在声波频率在125-4000Hz之间时，采用其泡沫铝材料，吸音系数可达0.95，降噪系数可达0.4。其专门推出的球体泡沫铝消声器可以降噪10分贝以上，提高降噪效果。同时消声器重量可以减轻1/3以上。

除了汽车消音器，采用泡沫铝材料制造的轿车地板、间隔、车门夹心板等汽车部件也能实现隔音、隔震的效果。

04

应对复杂运行工况

泡沫铝为汽车带来的惊喜并不止步于上述功能，由于汽车运行的工况较为复杂，需要应对气温、气候、长期使用等条件，泡沫铝可轻松应对。

出于保证驾乘舒适性、减少能源消耗和保护车内设备的需要，汽车需要保温。泡沫铝具有一定的孔隙和空气层，可以阻止热量的传递。据了解，中实强业的泡沫铝产品，导温系数大约为纯铝的1/400，可以帮助汽车实现良好的保温效果。

汽车在行驶过程中也会接触到各种不同的介质和环境，如海水、盐雾、酸雨等，会对汽车的金属部件产生腐蚀作用，影响车身结构稳定、缩短使用寿命、降低车辆性能。

而泡沫铝则是有效应对这些复杂环境的“利器”，中实强业开发出的泡沫铝产品，具备耐候性好、低吸湿、不老化优势。其原理在于，表面覆盖着一层氧化铝膜，这层氧化铝膜能够防止铝与外界环境中的氧气、水分、酸碱等物质发生反应；泡沫铝的孔隙结构也可以起到缓冲作用，防止腐蚀介质直接接触到材料表面，从而达到保护作用。

05

打开更广阔的舞台

拥有“百般武艺”的泡沫铝，不但是汽车领域的“万金油”。深挖其功能性，中实强业打开了航空航天、轨道交通、通讯、建筑等多个领域的应用大门。

以航空航天的飞船返回舱为例，在返回地面过程中，返回舱会经历高速进入大气层的过程，产生巨大的空气阻力和摩擦力，产生高温、高压等极端环境，需要采用吸能材料应对。发挥其优异的吸能性，可将其导入神州飞船返回舱。

中实强业发现，其吸能指标达到2-25J/CM，高应变率时吸能增幅达20-100%，并且可在压缩过程中持续吸能。

在能量的众多形式中，电磁波是其中的一种，因此，泡沫铝也视为电磁屏蔽的解决方案。比如在通讯行业，泡沫铝可用于电信机房电磁屏蔽及降噪。中实强业资料显示，当电磁波频率在2.6-18GHz之间时，球体多孔铝的电磁屏蔽量可达60-90dB。

不同的应用领域，与泡沫铝相结合后，发生着不同的“化学反应”。在建筑领域，泡沫铝带来“化学反应”发挥到了极致。它可用于制作大跨度轻质速装支援大桥，吸音的公路声屏障、建筑吸声内衬、娱乐场所内/外部装饰，吸能的防爆抗导弹建筑、建筑幕墙板，以及养眼的灯罩。

泡沫铝给带来的想象空间，中实强业正在继续探索。

2023国际新材料展

展位号：H8

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展会详情

国际新材料展（MATERIALS.CN）是由有材®联合新材料在线®、寻材问料®、材料馆®、测了么，为全球新材料产业搭建的集展览展示、行业交流和采购洽谈于一体的综合服务平台。本届展会将分为CMF（Color Material Finish）展区、先进功能材料展区、分析测试仪器设备展区、新材料科技成果展区、ESG与可持续材料展区五大展区。

国际新材料展（MATERIALS.CN）致力于打造全球领先的新材料行业展览会，秉承“材料让生活更美好”的愿景，积极推动赋能新材料产业创新发展。

2023国际新材料展（MATERIALS.CN）定于2023年6月27-29日在深圳国际会展中心举办。

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