球体开孔铝的用途
  球体开孔铝是一种在铝基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材料,它具有开孔材料的轻质特性,还具有金属材料优良的力学性能和热、电等物理性能,是集多种优良性能于一身的新型环保型结构功能材料。涉及航空航天、军械装备、机器制造、船舶及陆路运载工具、建筑等行业,对球体开孔铝材料的需求主要集中在吸音降噪、吸能缓冲、减振、防爆、散热、过滤、吸波、电磁屏蔽等方向的应用。


球体开孔铝在船舶重工中的应用

制作柔性航母飞行甲板焊接模块

目前航母飞行甲板由50mm厚钢板与支撑框架组成,飞机着舰时反作用力使其跳跃滑行,固定翼飞机着舰未挂住拦阻索的,白天约为5%,夜间高达12-15%,必须拉起复飞。压低着舰角度可以降低飞机被弹起高度,提高被拦阻索挂住的几率,但是着舰角度太低,将存在着撞舰引起机毁人亡的危险性,降低航母飞行甲板的反弹力,飞机着舰角度不太低,安全,然而被弹起高度较低,被拦阻索勾挂住几率很高。为达到这样理想效果,采用球体开孔铝夹心的飞行甲板,如图1所示,预制飞行甲板焊接模块,上面板为20mm厚度钢板,中间球体开孔铝100mm,下部底板10mm厚钢板,周边钢板为5mm厚,下部为支撑框架。这样飞行甲板的载荷强度与130mm厚度装甲钢板强度相当;飞机弹起高度降低50%以上;当航弹冲击甲板时,单位面积攻击力减少为1/200,阻碍航弹向内攻击;甲板可抗1000Mpa以上爆炸冲击波,提高航母安全性。


制作船舶消声器滤芯

武船重工集团用中实强业球体开孔铝做高压空气消声器滤芯,外筒体与内外滤芯如图2,后调整为图3.7-8mm#球体开孔铝滤芯,一条船6件。

制作防爆抗弹舰载导弹发射井盖

舰载导弹发射井井盖一般用碳钢或合金钢骨架、钢筋混凝土等材料制成(图4)。质量笨重,开启较困难,同时对舰船增加过多的负重。也有用装甲钢板制作外壳,内部充填矿渣棉等纤维,虽轻质但抗爆和抗穿甲弹能力很低。舰载导弹发射井盖需要快速开启与关闭,并且需要抗穿甲弹和爆炸攻击,提高自我防护能力,因此,需要研制抗穿甲弹和爆炸能力强,且轻质的舰载导弹发射井盖。

设计的球体开孔铝/钢板复合舰载导弹发射井盖,如图5所示,面板为10mm厚度装甲钢板,中间层为300mm厚度球体开孔铝,球体开孔铝层下面为10mm厚度PE纤维板,底层为10mm厚钢板。330mm厚球体开孔铝夹心井盖每平米0.316吨。载荷强度与330mm厚度装甲钢板的强度相当;抗爆强度可达到7500Mpa,提高1000倍;提高抗穿甲弹能力,弹体作用面积大200倍以上,穿甲弹对单位面积的攻击力减小到200分之一。


制作舰船防爆甲板

舰船甲板用装甲板/球体开孔铝板/钢板复合结构,甲板强度、抗爆、抗弹能力提高2倍以上。

制作声子玻璃——宽频水下吸声材料

新型宽频水下吸声材料在规避声呐搜索的消声覆盖层、水下声传输系统等方面有着迫切的需求。目前亟需解决静水压下水下吸声材料的宽频强吸声问题。局域共振声子晶体能够在晶格尺寸比相应声波波长小1-2个数量级时获得明显的声子带隙,但是现有研究多针对共振散射单元,缺乏对结构的系统研究,这导致它只能在窄频实现强吸声效应。

声子玻璃是通过将局域共振单元引入到互穿网络结构中制备而成,它拥有高机械强度和水下宽频强吸声性能双重特性。中科院力学所研究具体方案为将力学性能优异中实强业球体开孔铝作为骨架,填充耐腐蚀与耐低温性能较好的聚氨酯弹性体,通过球体开孔铝和聚合物所形成的强物理连接构成了网络化结构。这些网络化的共振单元将有利于新材料获得宽频强吸声效应。