מהו קצף מסגסוגת אלומיניום?

עם התקדמות המדע והטכנולוגיה, חומרים סטנדרטיים (מתכת, בטון, קרמיקה וכן הלאה) לא הצליחו לענות על הצרכים האנושיים בתכנונים מבניים מסוימים, במיוחד בבניית מאגרים סופחי אנרגיה. בני אדם העבירו יותר ויותר את המיקוד שלהם לחומרים מבניים נקבוביים, והמראה של אלומיניום מוקצף סיפק למעצבים רעיונות חדשים. חומר זה נוצר על ידי שילוב של אבקת סגסוגת אלומיניום מחומצנת עם רכיב המופרד במהלך חימום וגיזוז, והוא עובר תהליך הקצף בעל תכונות מתכת ובועות כאחד. סגסוגת האלומיניום המותכת נשלחת לקופסת הקצף, גז מוזרק ליצירת קצף נוזלי, והצורה הרצויה נוצרת לאחר שהקצף הנוזלי מתמצק.

לסגסוגות האלומיניום המוקצף הסופיות יש צפיפויות ונקבוביות משתנות הודות לרכיבי הסגסוגת המגוונים הכלולים באלומיניום, שיטות חימום שונות ואבקות מגוזות שונות שנוצרו תוך כדי סינתזה של חומרים חדשים. הקשיחות של סגסוגת אלומיניום מוקצפת דומה לזו של עץ אלון ובטון מוקצף, ומשקלו הקל דומה לזה של לוח עץ. יחד עם זאת, יש לו קצת בידוד קול וחום, כמו גם שהוא לא רעיל ולא דליק. החומר ניתן לניסור, כרסום וניתן להברגה אנכית. ניתן להשתמש בחומר חדשני, קל משקל, חזק ועמיד בפני אש לפורניר של דלתות מעליות כמו גם להנחת רצפות של רכבות ורכבת תחתית.

תכונות של קצף סגסוגת אלומיניום

• קלילות במיוחד: הצפיפות שלו היא 0.2–0.4 גרם/ס"מ³, בערך 1/10 מצפיפות האלומיניום, 1/20 מצפיפות טיטניום, 1/30 מצפיפות פלדה, 1/ 30 צפיפות פלדה, ו-1/3 מצפיפות עץ.
• קשיחות ספציפית גבוהה: קשיחות ספציפית לכיפוף היא פי 1.5 מזו של פלדה.
• ביצועים בולמי קול: קצף אלומיניום יכול לספוג אנרגיית קול דרך הרטט של קיר חור האוויר כדי לחסל קול. כאשר תדר גלי הקול הוא בין 125 ל-4000 HZ, מקדם בליעת הקול של אלומיניום מוקצף דרך חור יכול להגיע ל-0.8 לכל היותר, ומקדם בליעת הקול הממוצע באוקטבה שלו עולה על 0.4.

• בידוד קול: כאשר תדר גלי הקול הוא בין {{0}} HZ, מקדם בידוד הקול של קצף אלומיניום בתאים סגורים הוא מעל 0.9.

• עמידות בחום: לקצף אלומיניום עמידות גבוהה בחום. בדרך כלל, טמפרטורת ההיתוך של סגסוגת אלומיניום היא בערך 560-700 מעלות, אך קצף אלומיניום אינו מתמוסס גם אם הוא מחומם ל-1400 מעלות ואינו משחרר גזים מזיקים בטמפרטורות גבוהות.

• מיגון גלים אלקטרומגנטיים: לקצף אלומיניום יש אפקט מיגון טוב על גלים אלקטרומגנטיים בתדר גבוה, שיכול להפחית הפרעות אלקטרומגנטיות ביותר מ-80 אחוז.

• ביצועי שיכוך ובלימת זעזועים גבוהים וקצב ספיגת אנרגיית ההשפעה: ביצועי השיכוך הם פי 5-10 מאלומיניום מתכתי. כאשר קצף אלומיניום עם נקבוביות של 84 אחוז עובר דפורמציה של 50 אחוז, הוא יכול לספוג יותר מ-2.5 MJ/M3C של אנרגיה.

• עמידות בפני קורוזיה טובה

• עמידות טובה במזג האוויר

• לא רעיל

• קל לעיבוד

• קל להתקנה

ניתן לחלק את קצף האלומיניום לשלושה מפרטים: גודל נקבוביות גדול, גודל נקבוביות בינוני וגודל נקבוביות קטן. ניתן לחלק כל מפרט לפתיחה חד צדדית, פתיחה דו צדדית ומצב היציקה הטבעית (סגירה דו צדדית). המפרט המגוון שלו מספק יותר מקום למשחק חופשי עבור העיצוב המגוון של המעצב.

יישומים של קצף סגסוגת אלומיניום

בשל הביצועים המצוינים והרכב שלד המתכת הניתן לשליטה ומבנה הנקבוביות, קצף אלומיניום יכול להתאים לצרכים שונים.

• חומרים בולמי קול ובידוד קול: קצף אלומיניום יכול לשמש לרכבת קלה עירונית, כבישים גבוהים, מנהרות תת קרקעיות, בקרת רעש של ציוד מכני ושיפור חדרים אקוסטיים, אולמות רב תפקודיים ואפקטים קוליים פנימיים אחרים. אלומיניום מוקצף סופג קול מודבק על מבני בטון או פלדה ומוקם משני צידי הווידוקטים ומסילות קלות כקירות בולמי קול גדולים, שיכולים להפחית את רעשי התנועה העירוניים. ניתן להשתמש בקצף אלומיניום מבודד קול לבידוד רעשים בחדרי מחשבים במפעל, במכונות ובציוד ובאתרי בנייה חיצוניים, מה שפותר מגבלות רבות של חומרים בולמי קול כגון צמר זכוכית ואסבסט, הנמצאים בשימוש נרחב כיום.

• חומר מבני: מכיוון שלקצף אלומיניום יש מאפיינים של משקל קל וקשיחות גבוהה, כאשר ניתן להשתמש בו כחלק מבני של מכונית, משקלו הוא רק חצי ממשקלו של מבנה פלדה, וקשיחותו גדלה פי 10. מדווח כי ניתן להשתמש בכ-20 אחוזים מחלקי המבנה של המכונית במבנה זה.

• חומר בידוד: בגלל המוליכות התרמית הנמוכה, משקלו הקל, הקשיחות הספציפית הגבוהה והיתרונות הבלתי דליקים שלו, ניתן להשתמש בו כחומרי בידוד חום, שימור חום וחומרי בידוד קר.

• חומר מיגון אלקטרומגנטי: בגלל ביצועי המיגון האלקטרומגנטי המצוינים שלו, קצף אלומיניום יכול לשמש למיגון אלקטרומגנטי בתקשורת, מכשירים אלקטרוניים, חדרי מחשבים וציוד שידורי טלוויזיה ויכול למנוע EMP מהשפעת הדופק החשמלי הנגרמת על ידי קרינה גרעינית.

• חומר סופג אנרגיית פגיעה: בגלל ביצועי ספיגת אנרגיית הפגיעה המצוינים שלו, הוא יכול לשמש כחומר נגד זעזועים לרכב, מעטפת מגן של מכשיר מכני, כרית בטיחות של מעלית, שכבת צדדית של מטוס (כדי לחסום את זעזוע הפיצוץ גל), שכבת הגנה של רכב חלל (לכידת פסולת חלל) וכו'.

• חומר אלקטרודה: מוליכות חשמלית מצוינת הופכת קצף אלומיניום לשימוש נרחב כחומר שלד אלקטרודה לסוללות חדשות כגון סוללות ניקל-אבץ וקבלים חשמליים דו-שכבתיים. נכון לעכשיו, קצף אלומיניום נוסה על ידי יצרני סוללות ניקל-אבץ רבים והוכנס לשימוש המוני. במקביל, קצף אלומיניום צפוי להיות פופולרי ומיושם כאספן האלקטרודות של קבלים חשמליים דו-שכבתיים; בנוסף, קצף אלומיניום משמש כחומר אלקטרודה לשחזור אלקטרוליטי של שפכים המכילים אלומיניום, ויש לו גם סיכוי רחב מאוד.

• חומר הולכת חום: לקצף אלומיניום ביצועי הולכת חום מצוינים, מה שהופך אותו לחומר מעכב בעירה מצוין, אשר יושם בציוד כיבוי אש מתקדם רבים בחו"ל, במיוחד כציוד בידוד להבה עם אפקט מעולה. בנוסף, אנשים משתמשים במוליכות התרמית המצוינת ובחדירות לכאורה של קצף אלומיניום לייצור חומרים לפיזור חום למנועים ומכשירי חשמל.

• חומרי בניין חדשים: קצף אלומיניום הוא חומר בניין ודקורציה חדש בעל יתרונות של קל משקל, קשיחות סגולית גבוהה, מראה יפה, אי דליקה וכו' ובעל מאפיינים של בליעת קול, בידוד חום וסיכוך אלקטרומגנטי. לכן, ניתן להשתמש בקצף אלומיניום באופן נרחב בקישוט האדריכלי של קניונים, בתי מלון, אצטדיונים ומקומות אחרים.