泡沫鋁是一種在金屬鋁基體中分布有無數氣泡的多孔質材料。目前，日本與德國在研究、生產和應用泡沫鋁與其他金屬泡沫方面居地位。我國對泡沫鋁材的研究始于1980s后期，已取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破性的成就，仍然處于起步階段，未形成生產力。



性能表現

泡沫鋁的性能主要取決于分布在三維骨架間的孔隙特征,即氣孔的形態和分布,包括孔的類型（通孔或閉孔）、孔的形狀、孔的分布、孔的結構（孔徑、孔隙率、比重等）。

1物理性能

泡沫鋁明顯的特點就是重量輕、密度低,隨孔的變化而變化,比重僅為同體積鋁的0.1—0.6倍，但其牢固度卻比泡沫塑料高達4倍以上。泡沫鋁材料的導電性要比實心鋁材料小得多,相反電阻率就大得多,是電的不良導體。泡沫鋁的導熱性能比實心鋁小得多,約為實心鋁的0.1—0.2倍。另外,泡沫鋁還具有剛性大、不易燃、不易氧化、不易產生老化、耐候性好、回收再生性好等特點。

對于承受彎曲負載的裝置,所用材料應具有較高的比強度,通過對泡沫鋁和幾種常見結構材料（鋁、鋼）的比強度值（泡沫鋁：鋁：鋼5:2.5:1）比較,可知泡沫鋁具有高比強度的特點。實驗研究表明,適當的熱處理可以提高其比強度。因此,泡沫鋁可用于承受較大的彎曲負載裝置中。

2力學性能

同其他多孔材料一樣,泡沫鋁的彈性模量、剪切模量、彈性極限等均隨孔隙率的增大而呈指數函數下降。

1抗拉強度泡沫鋁的抗拉強度很低,幾乎無延伸率,表現為半脆性。實驗發現孔徑大小對其拉伸性能有一定的影響。相對密度相同時,孔徑小的拉伸強度比孔徑大的高。

2抗壓強度泡沫鋁的抗拉強度雖然很低,但它的抗壓強度卻較高。泡沫鋁壓縮應力一應變曲線可以分3個區域：線彈性區、屈服平臺區、致密化區。孔徑不同的泡沫鋁的壓縮應力一應變曲線形狀基本相似,不同主要表現在塑性平臺的高度上,實驗發現,孔徑大小與塑性平臺的高度并不是某種簡單的線性關系,而是在某一孔徑下塑性平臺。由泡沫鋁的抗壓強度與其密度及壓縮率之間的關系圖可知,密度增加,抗壓強度增加。

3吸能特性

多孔結構材料可用作能量吸收材料。單位質量小、能量吸收能力大的材料就具有較大的作用。泡沫鋁單位質量小、強度較高,因此泡沫鋁具有很高的能量吸收能力。泡沫鋁在壓縮過程中,有高而寬的應力平臺,可以在基本恒定的應力下通過應變來吸收能量。吸能能力由應力應變曲線下方的面積來求,因此屈服平臺高而寬時,吸能能力越大。孔徑大小對屈服平臺的高度有一定的影響,所以可以找到一個合適的孔徑,使屈服平臺較高來提高其吸能能力。另外,其吸能能力隨孔隙率呈非單調變化,在某一孔隙率下具有的吸能能力。

4阻尼性能

材料的阻尼性能是指材料由于內部的原因,將機械振動能不可逆地轉化為熱能的本領。利用材料的這種本領,可減小所不希望的噪聲和振動。根據Zener的經典理論,提高金屬材料阻尼性能的重要途徑之一,就是設法使缺陷之間的交互作用達到,以獲得的線性阻尼,或將力學放大機制引人材料,以獲得較高的非線性阻尼。多孔材料顯然符合高阻尼材料的組織特征,而且實驗已經證明孔洞的存在,可在某些非金屬或金屬材料的阻尼響應中發揮重要作用。

泡沫鋁作為一種宏觀多孔材料,由金屬骨架和孔隙組成,組織極不均勻,應變強烈滯后于應力,壓縮應力一應變曲線中包含一個很長的平穩段,因而它是一種具有高能量吸收特征的輕質高阻尼材料,在消聲減震等領域有著可觀的應用前景。實驗研究發現：

（1）孔徑一定時,泡沫鋁的內耗隨孔隙率的增大而增大；

（2）孔隙率一定時,泡沫鋁的內耗隨孔徑的減小而增大；

（3）泡沫鋁的內耗與應變振幅密切相關,隨振幅的增大而增大；

（4）泡沫鋁的內耗在低頻范圍內與頻率的變化無顯著關系。

在低阻尼的鋁中加人大量孔洞以后,可以顯著提高其阻尼本領。是由孔洞本身彈性模量近乎為零的軟質性以及孔洞與基體之間形成的大量界面引起的。另外泡沫鋁內部還存在其他大量微觀和宏觀的缺陷,泡沫鋁的阻尼機制是其缺陷的綜合效應,缺陷阻尼是其主要的阻尼機制。

5吸聲性能

泡沫鋁材料尤其是通孔泡沫鋁,當聲音透過泡沫鋁時,由于聲波也是一種振動,可以在材料內部發生散射、干涉和漫反射,將聲音吸收在其氣孔中,使內部骨架振動,聲能部分轉化為熱能并且通過熱傳遞消耗掉,起到了吸聲的作用,因此,泡沫鋁具有良好的聲音吸收能力。吸聲性能用吸聲系數來衡量,吸聲系數越大則吸聲性能越好,泡沫鋁的吸聲性能主要取決于孔隙特征,通孔吸聲性能較好。孔越細小,吸聲性能越好。