这货与泡沫和车有啥关系？一文读懂车用泡沫铝

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高科技不断革新的现代，汽车黑科技可以把钢铁做的极具轻柔性。一谈钢铁轻量化，大家必称铝合金。一说铝合金，连它的来路也都跟邻家大侠妹一样被人摸的门儿清：不就是利用冲压工艺制作铝合金板材、利用铸造工艺制作铸铝件么？还有很多方法解锁铝合金哦，譬如——泡沫铝。

1、泡沫铝历史

在汽车圈，却还真有这样一种材料。它像泡沫一样，孔隙率大、比表面积高、阻尼减震强；又像金属一样，比强度高、比刚度高、耐高温、质量还轻，简直是造车者的梦中情人。

但你并不是在做梦。早在20世纪40年代后期，美国就率先研究这种材料，并于1951年科学家Elliot率先成功生产出泡沫铝。

泡沫铝是一种在铝基体中包含无数个气泡的轻质多孔金属材料,它同时兼有金属相气泡特征,是一种具有广泛应用前景的物理功能材料。

这种材料在发泡工艺、泡的大小和均匀性上很难控制，生产难度很大，当时并没有得到大范围使用，且在此后40多年里泡沫铝的制造和应用一直处在停滞状态。直到80年代末，日本九州工业技术研究所改善了泡沫铝的生产技术，国际上再次兴起了关于泡沫铝材料的开发热潮。

那场在1999年德国不来梅举行的第一届世界泡沫金属学会议，堪称泡沫铝腾飞的里程碑事件。此后泡沫铝就真正意义上从幕后走向了台前，工业化程度也越来越高，再也不是实验室里无人问津的科研材料了。

2、泡沫铝在汽车工业中的运用

由于泡沫铝具有轻质、高比强度、高比刚度、阻尼减震、吸声隔热、电池屏蔽等特点，在航空航天、高速芯片，建筑材料中均有所应用，近些年这种材料又逐渐进入汽车领域。

泡沫铝经典应用之一就是泡沫铝夹层结构，由于综合了泡沫铝和金属板件的性能，这种结构强度较好，刚度提高2倍以上，阻尼、防撞能力提高3倍以上，且同比质量大大降低。

出于防弹、防爆目的，奥巴马乘坐的“陆军一号”防弹轿车采用了大量泡沫铝材料。

OME公司曾经设计过一款汽车，底盘采用了泡沫铝三明治板结构，这种材料使用后，在同种结构下可以减低25%的重量。

据报道，如果将泡沫铝零件代替传统的汽车铸件，在零件强度不变的情况下，质量可以减轻50%以上。

此前，BMW曾联合澳大利亚轻金属性能研讨中心（LKR），研发了一种泡沫铝结构的发动机支架，在强化车架刚度，提高构架稳定性的同时还能耗散机械振荡和热能。

而德国卡曼汽车公司则采用三明治式复合泡沫铝材来制造吉雅轿车（Ghiaroadster）的顶盖板，在质量下降25%的同时，刚度比原来的钢构件大7倍左右，真可谓一石二鸟。

泡沫铝作为吸能缓冲结构存在时，多是应用在吸能盒、门梁结构、保险杠中，能够达到缓冲吸能的目的。例如用泡沫铝作夹芯制作轿车保险杠，具有吸收撞击动能的功能，由于回弹率很小（小于3%），可以有效避免二次碰撞伤害。

3、对未来的预期

当然了，看似完美的东西总归有着让人无奈的缺点，现阶段来说，泡沫铝的优点与高成本相比并不占优势。

未来，单独的泡沫铝结构在汽车上的使用可能会遇到瓶颈，但如果将这种材料和其他材料如金属、高分子等进行结合或许是种启发。

比如将泡沫铝和铝合金或碳纤维复合材料等结合，可以一定程度上缓解碳纤维材料成本高、脆性大，易断裂的缺点，同时又能获得良好的隔热静音、耐高温性能。

反过来也是一样的，将碳纤维作为辅材应用于泡沫铝中，提高泡沫铝本身的性能也是大有前景。现在已经出现了一些关于碳纤维增强铝基泡沫材料的研究，实验效果也说明其在保持泡沫铝原有功能的基础上，进一步提高了材料的物理性能，最终获得高吸能、阻尼减震、孔壁韧性较好的泡沫铝材料。

如何获得更好的三明治结构，加强泡沫铝和其他材料之间的结合力，强化各材料的性能特点，或者是寻求出一种新的结构，如多层的夹层结构等也不失为一种比较好的选择。

总之，尽管泡沫铝的研究已经比较深入，在其他工业中得到了多方面的应用，但是对于汽车工业来说，它还远远没有达到完全成熟的地步，目前也仅在一些汽车零部件上使用，但作为一种性能优良的材料，它的应用远远不止如此，将来泡沫铝和多种材料之间的结合会是一种趋势。

小结：

泡沫铝作为一种性能优良的材料，在汽车领域的地位应该更高，在铝合金大行其道的现代汽车工业中，它应该得到更多的重视。解决其成本和单一性，找到更好的结构和材料复合方法，或许是这种材料的新发展方向。

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