チャルコのアルミニウムフォームパネルの多用途な応用

軽量構造物、騒音低減、安全保護、多機能材料への需要増加に伴い、フォームアルミニウムは産業および建築分野で広く使われるようになりました。軽量、高強度、エネルギー吸収、断熱、防音、電磁シールドという独自の組み合わせにより、さまざまな環境で重要な役割を果たしています。Chalcoは、クローズドセルフォームアルミニウムパネル、オープンセルフォームパネル、フォームアルミニウムサンドイッチパネル、装飾パネル、カスタム形状の部品など、多様な用途において構造的、機能的、美的要件を満たすフルラインナップのフォームアルミニウム製品を提供しています。

当社のフォームアルミニウムソリューションは、自動車、鉄道交通、航空宇宙、建築装飾、電子・通信、防衛、環境工学などの産業で成功裏に応用されています。プロジェクトの要件に応じて、ターゲットを絞った製品ソリューションを探り、特定の用途に合わせた技術サポートを受けることができます。

建築および建築装飾におけるフォームアルミニウムシートプレートの応用

現代建築では、軽量で耐火性があり、音響性や耐熱性能を持つ素材が、内外の両方でますます好まれています。フォームアルミニウムは、その金属的な質感、美的な多用途性、クラスAの耐火性、優れた防音性、高い設計適応性により、 カーテンウォールシステム、 吸音天井、 壁パネル、 商業室内、 展示展示、さらには 金属家具にまで広く使われており、機能性と視覚的魅力のバランスを実現しています。

材料の利点と技術的性能

クラスA耐火性、不燃性かつ高温耐性があり、高層および公共建築物の防火基準に準拠しています

NRC≥0.75の吸音率で、劇場、講堂、会議室、商業スペースに最適です

軽量(~1.5〜2.5g/cm³)、ドライハンギング、モジュール式組み立て、迅速な取り付けに対応しています

非吸湿性、防カビ、耐腐食性、湿度や汚染環境、屋内外に適合

陽極酸化、サンドブラスト、着色、穿孔、芸術的なテクスチャーなど、さまざまな表面仕上げが用意されています

接着剤接着、軽量鋼枠、スクリュー取り付けなど、さまざまな壁や天井構造に適応可能な柔軟な設置方法

推奨製品および加工能力

チャルコは建築用フォームアルミニウム材料のフルラインナップを提供しています。以下は以下の通りです:

• クローズドセル装飾用フォームアルミニウムパネル(厚さ5〜30mm)、パターン、孔径、色、表面仕上げをカスタマイズ可能
• 壁やサイネージ、インタラクティブアートインスタレーションに理想的な二重穴透け光透過パネル
• 天井、間仕切り壁、建築騒音制御用の高性能吸音フォームアルミニウムパネル
• カスタムカット、シェイピング、3D設計相談、設置推奨の完全サポート

典型的な応用例と事例研究

• 北京冬季オリンピックアイスホッケーアリーナ – 内壁仕上げ
• 上海福興広場、深圳大劇場 – 音響天井システム
• 杭州宝意センター、北京城高ビル – 金属アクセントウォールと内装パネル
• PRADA財団、ADIDAS蘇州本社 – 外装フォームアルミニウム壁被覆材
• 高速鉄道駅、空港ラウンジ、病院の講堂など、天井パネルや音響壁板として利用されます

航空宇宙分野におけるフォームアルミニウムの応用

航空宇宙工学では、材料は極度の機械的応力、熱環境、空間制約に耐えなければなりません。フォームアルミニウムは、超軽量、高エネルギー吸収、耐燃性、振動減衰、多機能構造能力という独自の組み合わせにより、この分野でますます広く使われています。宇宙 船のバッファーシステム、 再突入モジュールの底部、 ロケット構造、 衛星ハウジング、 熱防護部品、さらには ミサイルのパッケージ や 空中投下クレートにも使用されています。

材料の利点と技術的性能

極度の衝撃吸収と緩衝性能に優れており、ソフトランディングシステムやモジュール保護に最適です

高温再突入および点火環境で効果的な熱断熱性と耐火性

低重量対強度比は、宇宙船のペイロードと燃料効率に不可欠です

宇宙通信およびアビオニクス保護に応用可能な電磁シールド特性

多機能航空宇宙部品に適したカスタマイズ可能な孔構造と複合材料統合

推奨製品および加工能力

Chalcoは航空宇宙グレードのクローズドセルフォームアルミニウムプレートおよび構造ブロックを提供しており、特徴は以下の通りです:

• カスタマイズされた密度と機械的性能(例:0.25〜0.45 g/cm³)
• CNC加工、輪郭切断、複合サンドイッチボンディング
• 曲面部品、層積積、熱管理設計のサポート
• 耐腐食性と接着性能のための表面処理オプション

典型的な応用例と事例研究

• 宇宙船ショックアブソーバー:再突入カプセルの底部に設置され、安全な着陸および宇宙飛行士保護のために使用されます
• ロケットおよび衛星ハウジング:熱絶縁およびEMIシールド用の軽量シェル構造
• 月探査車および神舟再突入モジュールの部品:エネルギー吸収および内部包装に使用される発泡アルミニウム
• 空中投下装備箱とペイロードクレート:戦闘条件下での軽量性と防護性能の結合
• 航空用熱交換器とフィン構造:航空機エンジンシステムおよび制御モジュールにおける熱の放散向上
• 電磁保護:キャリアベースの電磁カタパルトの高出力パルスシールドに適用

自動車産業におけるフォームアルミニウムの応用

自動車業界が軽量設計、省エネ、安全性向上へと進化する中で、フォームアルミニウムは構造最適化と多機能統合のための新世代素材として台頭しています。鋼材の密度はわずか3%から8%で、高いエネルギー吸収性と多様な物理特性を持つフォームアルミニウムは、 現在では衝突エネルギー吸収モジュール、 バッテリー保護構造、 エンジンブラケット、 ドア防音層、 アンダーボディ充填材などに広く使用されており、軽量化と安全性向上の両方で重要な役割を果たしています。

材料の利点と技術的性能

エネルギー吸収効率は70%〜90%に達し、鋼鉄(30%〜50%)を大きく上回り、優れた衝突保護を提供します。

熱伝導率は固体アルミニウムの1/10に過ぎず、EVバッテリーの熱管理に理想的です。

NRC値が最大0.8の優れた音響断熱と20〜40dBの騒音低減により、車両のNVH性能を向上させます。

異なる剛性や強度の要件に対応するために、密度(0.25〜0.5 g/cm³)をカスタマイズ可能です。

金属スキンや複合パネルで簡単に接着し、軽量化と機能性の統合設計をサポートします。

推奨製品および加工能力

Chalcoは、自動車用途向けにカスタマイズされたクローズドセルフォームアルミニウムパネル、サンドイッチ構造、カスタム形状のブロックを提供し、以下のサービスを提供しています。

• プロジェクトのニーズに応じて密度、厚さ、形状をカスタマイズ
• CNC切断、成形、複合積層
• 3D構造支持およびエネルギー吸収シミュレーション
• オプションの表面処理:防錆コーティング、陽極酸化処理、難燃仕上げ

典型的な応用例と事例研究

• BMWエンジンブラケット:統合された騒音低減と軽量化
• アウディA8のエネルギー吸収型ボディ構造:フォームアルミプレートが衝突安全性を高めます
• EVバッテリーパックの保護パネル:熱の放散、シールド、保護の統合
• 低速インパクトバンパーとドア内側補強:安全性と快適性を高めるために従来のスチールを置き換えましょう
• 特殊車両:耐爆、耐衝突、EMC感応構造物に適用

高速道路および橋梁の防音壁におけるフォームアルミニウムの適用

高速道路、都市高架橋、鉄道沿線道路での騒音公害への懸念が高まる中、音響効率、構造安全性、耐候性、美的柔軟性を備えた高性能防音材の需要が高まっています。フォームアルミニウムは、軽量構造、広帯域の吸音、耐腐食性、火災安全性により、 中央の仕切り、 橋の縁、 ランプ壁、 都市の騒音制御プロジェクトで広く採用されています。

材料の利点と技術的性能

高い吸音率:NRC ≥ 0.75、中低周波の交通騒音帯域で有効

軽量構造:コンクリートや従来の金属パネルの約1/5の重量で基礎荷重を軽減します

クラスA耐火性:都市および公共地域の防火に関する中国およびEN基準に準拠

優れた耐久性:非腐食性、カビ防止性、そして一年中屋外曝露に適しています

風圧抵抗認証済み:±2.0 kPa風荷重変形試験に合格;残留偏≤JT/T 646.4-2016規格に基づく0.58mm

美的多様性:陽極酸化、着色、サンドブラスト、穿孔、アーティスティック仕上げを建築の統合に支援します

推奨製品および加工能力

• Chalcoはクローズドセルフォームアルミニウム防音パネルおよび複合防音モジュールを供給しており、以下の製品を提供しています:
• シングルレイヤー、パーフォレイテッド二層、またはサンドイッチパネルのオプション
• ターゲット周波数調整のためのカスタム密度、孔径、厚さの組み合わせ
• アルミニウムフレームや鋼製支持との構造的適合性
• 現場での迅速な展開のためのモジュール式設置サポート

典型的な応用例と事例研究

• 都市高速道路橋の縁バリア:効果的な騒音抑制のための穴あき+フォームアルミニウム複合構造
• 中央仕切り防音モジュール:軽量パネルが基礎の要件を軽減する
• トンネル入口騒音軽減:可変気流下での高い構造性能と防音効果
• 河南、江蘇、重慶など複数の都市で展開されたパイロットプロジェクトで、音響的および構造的な成果が検証されています

鉄道および交通における発泡アルミニウムの応用

世界中で高速鉄道、地下鉄、ライトレールシステムの継続的な拡大に伴い、軽量で高強度かつ多機能な内装素材の需要が高まっています。フォームアルミニウムは鉄道輸送において理想的な解決策として実証されており、 鉄道の床構造物、 壁パネル、 音響天井、 仕切りシステム、 床下の支持層など、火災安全性、吸音、軽量化、モジュール性が不可欠な分野で広く使用されています。

材料の利点と技術的性能

高い強度対重量比構造的な強度を維持しつつ、効果的に車両の重量を軽減します

優れた音響性能NRC ≥0.75は、内部騒音の制御と乗客の快適性向上に役立ちます

耐火性と難燃性はGB 8624-2012およびEN 13501規格(クラスA)に準拠しています。

断熱、空調効率の向上と区画内の温度安定性の維持

防錆防振動性と耐湿性を備え、鉄道環境での長期耐久性を保証します

構造安全試験に合格JT/T 646.4-2016に基づく±2.0 kPa風圧変形試験(最大残留偏向:0.58mm)を含む

推奨製品および加工能力

• Chalcoは鉄道輸送用途向けにクローズドセルフォームアルミニウムパネルおよび構造ブロックを供給しており、以下のような製品があります。
• 床下、側壁、天井システムの標準パネルサイズ
• 積層構造の支持:フォームアルミニウム+アルミニウムプレート、ハニカム、または装飾面
• CNC精密切削、断熱設計、耐火コーティング
• 現地設置支援および軽量組立部品供給

典型的な応用例と事例研究

• 高速鉄道床サンドイッチ構造:フォームアルミニウムコアとアルミニウムまたは鋼製の外皮を組み合わせて強度と振動を低減すること
• メトロ天井音響パネル:NRC≥0.75、乗客環境の改善と周囲騒音の低減
• 列車壁仕切りコア:モジュール複合材内装システムでの使用
• バッテリーコンパートメント熱保護(新エネルギー列車):安全性と温度安定性の確保
• 台車エリアおよび運転室下の騒音低減構造:構造安全性と音響遮音の向上
• 製品は北京、上海、深圳、成都など複数の地下鉄システムに適用されており、優れた運用性能を誇っています

軍事および防衛におけるフォームアルミニウムの応用

現代の防衛用途では、材料は軽量性と優れた構造強度、エネルギー吸収、耐燃性、電磁シールドを兼ね備える必要があります。フォームアルミニウムは 、ミサイル本体、 装甲車両、 複合装甲システム、 空中投下コンテナ、 指揮センター、 海軍艦艇など、軍事シナリオで広く使用されており、構造部品および防護部品の性能向上に優れています。

材料の利点と技術的性能

• 高エネルギー吸収、爆風防護、弾丸耐性、衝撃軽減に用いられます
• 車両やミサイルの軽量化、機動性とペイロード能力の向上
• 優れた断熱性と低熱伝達性を持ち、電子シールドや機器の筐体に適しています
• 難燃性、耐腐食性、そして過酷な環境でも耐久性があります
• 敏感な通信・制御センターに適用可能な効果的な電磁シールド

推奨製品および防衛用途

Chalcoは軍用グレードのフォームアルミニウム板、ブロック、複合材を供給しており、装甲鋼、セラミックス、アラミド繊維と統合可能です。主な用途には以下が含まれます:

• ミサイルボディとエンジンハウジング:軽量化と耐熱性向上
• 複合装甲パネル:フォームアルミニウムと高強度材料を組み合わせて軽量な防護を行っています
• 地雷対策底板:装甲鋼+発泡アルミニウム+暴動用車両および輸送用鋼製サンドイッチ
• 移動式指揮シェルターおよびコンテナ:軽量で防音、シールド付きの部屋で迅速な展開が可能です
• 海軍用エンジン区画と仕切り:騒音低減、耐火性、振動減衰
• 潜水艦の音響パネル:機関室騒音を20dB以上低減し、ステルス性を向上させる
• 航空母艦および指揮所の電磁シールド

原子力発電および戦略機器におけるフォームアルミニウムの応用

原子力および戦略機器分野においては、安全性、シールド、構造の信頼性が極めて重要です。フォームアルミニウムは 原子力燃料輸送コンテナ、 遮蔽室、 保護扉、 衛星機器に適用され、エネルギー吸収、電磁シールド、構造の大幅な軽量化に貢献します。

材料の利点と技術的性能

• クラスAの耐火性と優れた温度安定性
• 大型機器のドアやシールド(例:90t→18t)への大幅な軽量化
• 重要な封じ込めおよび制御環境で使用される卓越した電磁シールド性能
• 優れた圧縮強度、耐衝撃性、衝撃時の低い反跳応答性
• 耐腐食性かつ非吸湿性、放射性および高湿度環境に理想的です

主な応用例と事例研究

• 人工太陽プロジェクト(核融合炉):極限の電界強度下での発泡アルミニウム解決型交流電磁遮蔽
• 中国国家核工業集団(CNNC):適格供給者;核燃料輸送保護に使われるフォームアルミニウム
• 防護指揮シェルター:耐火、防音、EMIシールドのモジュールルーム
• 弾道ミサイル部品バッファー:衝撃吸収パッケージおよび支持構造に使用
• 電磁シールド室と機械ハウジング:干渉や漏れの防止
• 原子力施設の封じ込め構造:構造的完全性を伴う熱的および機械的保護

マルチ産業アプリケーションをサポートする性能仕様

多様な産業や用途で性能信頼性を確保するために、フォームアルミニウムは構造強度、吸音、断熱、耐火性の厳格な基準を満たす必要があります。以下の主要仕様は、Chalcoのフォームアルミニウム材料の技術的概要を提供し、あなたの特定のプロジェクトニーズに適合しているかどうかを評価するのに役立ちます。

Chalco – フォームアルミニウム製造における信頼できるパートナー

エネルギー吸収、構造軽量化、音響制御、熱保護など多様な産業の要求に応えるため、チャルコは材料準備や孔構造制御から表面仕上げ、複合材料加工に至るまで包括的なフォームアルミニウム生産システムを確立しました。安定したバッチ生産、多スペックカスタマイズ、エンジニアリンググレードの深層処理を提供し、鉄道輸送、自動車、建設、防衛、原子力分野の応用を全面的にサポートしています。

安定した性能のための多様な製造方法

チャルコは、材料の安定性と構造的安定性を確保するために、さまざまな先進的なフォームアルミニウム製造技術を活用しています。これらのプロセスは、孔径、密度、機械強度、音響挙動の観点から異なる用途要件に対応するよう調整されています。

• 直接ガス注入:溶融アルミニウムに不活性ガスを注入してフォームを形成し、均一な閉セル構造を作ります。
• 粉末冶金発泡:アルミニウム粉末を発泡剤と混合し、熱処理により圧縮・膨張させます。
• 鋳造インゴット押出/ダイキャスティング膨張:大型インゴットは鋳造または押出処理で発泡され、厚いまたは大型のフォーム構造物を作ります。

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広範な処理およびカスタマイズ機能

原材料生産に加え、Chalcoは基本的な成形から統合構造製作まで、幅広い後処理サービスを提供しています。

• 利用可能な密度範囲:0.20–0.60 g/cm³
• 標準厚範囲:5〜200mm(カスタム超厚およびオーバーサイズパネルも利用可能)
• 構造タイプ:クローズドセル、オープンセル、フォームコアを持つパーフォレイテッドサーフェス、サンドイッチ、多層複合パネル
• 加工方法:CNC切削、スロット、精密曲げ、アルミニウムプロファイル接合、粉末コーティング、電気泳動、陽極酸化、穿孔装飾
• カスタマイズサービス:図面ベースの製造、プロジェクトベースの設計、機械および音響シミュレーションのサポート

品質保証および認証支援

製品の一貫性、パフォーマンストレーサビリティ、プロジェクトレベルのコンプライアンスを最優先し、完全なテストおよび認証システムによって支えられています。

• 各バッチには試験報告書(密度、孔径分布、圧縮強度、吸音係数など)が提供されます。
• サードパーティのテスト(SGS、CNASなど)もサポートしています。
• ASTM、EN、ISO、GB/Tおよびその他の主要な国際および業界規格に準拠しています
• 鉄道音響システム、建築ファサード、軍用グレードの部品などで実証された性能

業界への応用とリーチ拡大

強力な生産およびエンジニアリング能力を持つチャルコのフォームアルミニウム材料は、以下に広く適用されています:

• 自動車:エネルギー吸収構造物、床充填材、EVバッテリーの熱シールド
• 鉄道輸送:天井システム、壁パネルコア、音響モジュール
• 建築:装飾的なファサード、金属製のカーテンウォール、防音天井
• 防御:耐爆パネル、ミサイル構造物、対地雷車両の下層
• 原子力エネルギー:EMI遮蔽パネル、軽量耐放射線扉、断熱ユニット

フォームアルミニウム製造技術

1. 固体金属焼結法

この方法で生産されるほとんどのフォームアルミニウムは、貫通孔構造を持っています。これは、ほとんどのアルミニウム粒子が焼結によって互いに結合されており、アルミニウムは常に固体のまま保たれるためです。

1.1 粉末冶金発泡法

この工程の原理は、アルミニウム粉末と発泡剤粉末を混ぜて圧縮し、気密構造のプレフォームを得ることです。プレフォームを加熱すると発泡剤が分解されガスが放出され、プレフォームが膨張してフォームアルミニウムを得ることができます。

粉末冶金発泡法のプロセスフロー:

特徴:まず、他の方法と比べて利用可能な合金組成が豊富であり、フォームアルミニウムの機械的特性向上に適しています。次に、複雑な形状の部品を直接製造できます。

欠点は、この方法のプロセスパラメータ範囲が狭く、コストが高く、製造されるフォームアルミニウムのサイズに制限があることです。

1.2 緩い粉末焼結

この方法は主に発泡銅の製造に用いられます。アルミニウム粉末表面の高密度酸化膜が粒子間の焼結を妨げるため、緩い粉末焼結法による発泡アルミニウムの準備は比較的困難です。この時点で、酸化膜は変形によって破壊され、粒子同士がより容易にくっつくようにすることができます。また、595~625°Cで焼結する際にマグネシウム、銅などの元素を加えて共晶合金を形成します。

この生産方法は3つの工程を含みます。

特徴:利点はプロセスがシンプルでコストが低かったことです。欠点としては、多孔率が低く材料強度が低いことが挙げられます。粉末の代わりに繊維を使う場合、多孔質の材料も得られます。

1.3 スラリー成形法

スラリー形成法は、金属アルミニウム粉末、発泡剤(フッ化水素酸、水酸化アルミニウム、オルトリン酸)、反応添加剤、有機キャリアの懸浮液を形成することです。泡が出る状態になるまでかき混ぜてから型に入れて加熱し、焙煎します。その後、スラリーが粘着性になり、発生したガスで膨張し、最終的に一定の強度を持つフォームアルミニウムになります。

スラリーを直接ポリマーフォームに注ぐ場合、加熱によって熱分解可能であり、焼結後にオープンセルフォーム材料も製造可能です。

この生産方法には以下が含まれます:

特徴:製造されるフォームアルミニウムは強度が低く、ひび割れが少ないです。

1.4 焼結溶解法

アルミニウム粉末と塩粉末は均等に混ぜられ、ビレットに押し出されます。プレス過程では、塩粉は基本的に元の見た目を保ちます。アルミニウム粉末は塑性変形を経て塩粒子間の隙間を埋めて連続したネットワークマトリックスを形成します。その後、ビレットを焼結して網状アルミニウムマトリックスを一体に結合させます。最後に焼結されたビレット試料を熱湯に入れ、塩分粒子をろ過して均一なオープンセルフォームアルミニウム部品を得ます。

プロセスには以下が含まれます:

特徴:塩粉の形状と粒径を選択することで、穴の形状や大きさを一定の範囲内で制御できることの利点があります。混合粉末の体積比によって、孔隙度を正確に制御できます。勾配フォーム材料を製造することも可能です。ネット製品の製造も可能で、設備はシンプルで大量生産が容易です。

制限は、50%~80%の孔差範囲を持つ中密度フォームアルミニウムのみが入手できることです。塩化ナトリウムは完成品に残留しやすく、アルミニウム基材の局所的な腐食を引き起こします。プロセスサイクルは長いです。

1.5 中空三次元スケルトン法

液体金属は中空の3Dメッシュ構造を持つセラミックにダイキャストされ、冷却された後、骨格を取り除きます。

プロセスには以下が含まれます:

特徴:フォームの多孔性は調整可能で、操作は手間がかかり、コストはやや高め、製品ラインナップも限られているため、プロモーションや適用範囲が限られています。

1.6 ファイバー焼結

この方法の工程は、まず機械的引き出しやその他の方法でアルミニウム線を得て、その後スラリー鋳造や機械的フェルトリングでフェルトリングにし、必要な強度と多孔性を得るために焼結します。

手続きは以下の通りです:

繊維焼結法の利点は、粉末焼結よりも高い孔隙率を得られることです。材料の構造的特性は最大多孔率で維持されます。同じ孔隙率で、この方法で生成されるフォームアルミニウムの強度と靭性は粉末冶金法よりも高いです。しかし、この方法のコストは高いです。

1.7 スラリー浸漬スポンジ焼結法

この方法は、スポンジ状の有機物質を所望の形状の有機前駆体に変え、処理する金属アルミニウム粉末を含むスラリーを使って浸透させるものです(懸濁液の担い手は水と有機液体です)。浸した有機前駆体は乾燥して溶媒を除去し、焼結・冷却で高孔隙率で三次元構造を持つ発泡アルミニウムが得られます。

プロセスフローはおおよそ以下の通りです:

特徴:主に有機前駆体の選択と前処理、スラリーの組成、添加剤の選択、焼結温度などの要因によって影響を受けます。

2. 液体金属の固化

この方法は液体アルミニウムを通してフォーム構造物を製造することです。アルミニウム液を通して直接発泡することも可能です。多孔質材料は、フォーム材料や密に詰められた孔形成剤を鋳造することでも得られます。

2.1 直接吹き泡法

まず、SiCやAl2O3などを溶融金属に加え、均一に分散して溶融粘度を向上させます。次に、溶融物の底にガス(窒素や不活性ガスなど)を吹き込みます。液体金属には多数の孔が形成され、その後冷却・固化されます。

特徴:製品の連続調製が可能;装備の簡単な要件;製品の多孔率は制御可能です。低コスト。

2.2 発泡剤発泡法

アルミ溶け物に発泡剤を加え、均等にかき混ぜます。加熱して泡立て剤を分解させ、ガスを生成させます。ガスは膨張して泡立ちます。冷却後、フォームメタルが得られます。使用される発泡剤は通常、TiH2やZrH2などの金属水素化物です。

特徴:設備要件が簡素で、低コストで、継続的な製品準備。発泡間隔が短く、発泡温度の制御が難しく、気泡の分布が不均一で、製品の再現性が低いなどです。

2.3 浸透鋳造

パーコレーション鋳造は、取り外せる粒子(例えばNaCl)を型に積み重ね、ビレットに押し付け、予熱後に金属を流し込み、その後粒子を取り除いて、穴をつなぐスルーホールフォーム構造を準備する方法です。

プロセスの原則:

真空浸透法装置の回路図

特徴:この準備プロセスは、可調整の孔径パラメータ、高い貫通孔比、大きな比面積、低コスト、そして大規模な工業生産に適しています。欠点は、液体金属の高い表面張力のため、粒子を完全に湿らせることができず、粒子間の隙間を完全に埋められないことです。

2.4 投資鋳造

投資鋳造法は、成形されたポリマーフォーム材料を液体耐火物に浸して耐火物の隙間を埋める方法です。耐火物が硬化した後、加熱によって泡材が蒸発・分解され、元のフォーム材料の形状をした三次元フレームワークが形成されます。溶融したアルミニウムを鋳造型に注ぎ込み、固化後に耐火物を除去し、穴を通した三次元メッシュ付きのフォームアルミニウムを得ます。

プロセス原理の回路図:

投資鋳造によって作成された多孔質材料の回路図

利点:さまざまなフォームメタルを準備できること;開口構造、良好な生産再現性、比較的安定した密度。

欠点:出力が少ないこと;高額な価格。

2.5 固体-気体共晶凝固

多くの金属液体は気体(例えば水素)と共晶系を形成できます。これらの金属を高圧の水素大気で溶かすと、過飽和水素を含む均一な溶融体が得られます。その後の冷却および凝固過程で、溶融物は共晶変換を経て固体相および気相に分解します。方向性凝固の際、水素の固体相と液相での溶解度が大きく異なるため、過飽和水素は固相から分離して気泡を形成し、必要なフォームアルミニウムを得ます。

プロセス原理の回路図:

多孔質材料の準備のための固体ガス共晶凝固プロセスの回路図

特徴:高孔質のフォームアルミニウムは、等方的および異方性の孔形状を持つもので、冷却条件(圧力、冷却速度、放熱方向)を正確に制御することで得られます。

2.6 ボールフィーディング方法

ボール材料を加える方法は、アルミニウム合金の溶融液に粒子や中空の球を加え、攪拌を強化することです。溶融液が相対的に流れているうちに鋳造し、アルミニウム合金と粒子の複合材料を得ること。その後、アルミニウム集合体内の可溶性粒子を溶解・除去し、最終的に結合した多孔質フォームアルミニウムが得られます。

プロセスフローはおおよそ以下の通りです:

特徴:液体金属の表面張力が高く、粒子や中空の球体は完全に湿らせることができないため、粒子間の隙間を完全に埋めることができません。得られたフォームアルミニウムの構造的な連続性は悪いです。

3. 金属堆積

3.1 電鋳

原理としては、フォームアルミニウムをアルキルアルミニウム溶液に電鍍し、前処理されたフォームプラスチックを陰極、産業用純アルミニウムプレートを陽極として使用するものです。

電鋳法のプロセスフロー:

特徴:細孔構造の制御が容易、小さな孔径、均一な孔径、高い多孔率、そして断熱性と減衰特性が鋳造法で製造されるフォームアルミニウムよりも優れていること。しかし、この方法はプロセスが長く、操作が複雑で、ややコストが高く、製品の厚さも限られているため、普及や応用は限られています。

3.2 蒸気相蒸発堆積法

この方法は、金属アルミニウムを高不活性大気(102~104Pa)でゆっくり蒸発させるものです。蒸発した金属原子は不活性の気体分子と衝突し散乱し、急速に運動エネルギーを失います。この過程は金属蒸気温度が下がるにつれて巨視的に示されます。その後、蒸発した金属原子は互いに結合して原子クラスターを形成し、基質に到達する前に蒸発過程で「金属煙」が観察されます。これらのクラスターは冷却を続け、不活性ガスとともに基質に堆積します。低温では原子は移動や拡散が困難であるため、「金属スモーク」粒子はゆるく積み重なり、中空のフォーム構造を形成します。

プロセス原理の回路図:

蒸気相蒸発沈着プロセスの回路図

特徴:金属フォームの形成は、金属材料、加熱力、不活性ガス圧力、蒸発源ヒーターの種類および基板からの距離、基板材料など多くの要因によって影響を受けます。加熱力、不活性ガス圧力、不活性ガス流量が最も重要な制御パラメータです。

3.3 水しぶきの堆積

スプラッシング沈着とは、不活性ガスを均一にアルミニウム合金金属に噴霧する方法です。その後、金属の融点まで加熱され、金属に加えられたガスが膨張し、均一に分布し密度の高い穴を形成します。冷却後は、密度の高い発泡アルミニウム製品で作られます。

プロセス原理の回路図:

スプラッシュ堆積の回路図

特徴:不活性ガスの分圧を制御することで、得られた製品の孔の体積比率を制御できます。

3.4 溶融塩電気めっき

フォームアルミニウムは溶融塩に電鋳し、発泡プラスチックを陰極、アルミニウムプレートを陽極として製造します。

プロセス原理の回路図:

電気めっきプロセス原理の回路図

特徴:フォームアルミニウムは高い多孔性と均一な孔隙を持っています。

4. その他

以下の方法は主に科学研究や小規模な試験生産に用いられており、工業生産ではあまり広く使われていません。

4.1 二次発泡法

二次発泡法は、粉末冶金法と溶融発泡法の利点を組み合わせた発泡アルミニウムの調製方法です。技術的な工程としては、粘度増加剤(Ca、Al2O3など)をアルミニウム溶融液に加え、均一にかき混ぜることです。適切な温度と粘度の条件下で発泡剤(前処理済みTiH2)を加えます。溶融物は均一に分散され、溶融物は鋳型に鋳造され、急速な冷却と凝固が行われ、その後TiH2が分解されて発泡前駆体となります。発泡前駆体が一定温度まで加熱されると、前駆体中のTiH2が分解・発泡し始め、最終的に発泡アルミニウムが準備されます。

4.2 金属中空ボール法

この方法は、焼結によって金属の中空球体を結合して多孔質構造を形成することです。金属中空球体は、化学合成とポリマー球表面に金属層を電鋳することで得られ、その後ポリマー球体を除去します。

フォームアルミニウムには多くの製法があり、それぞれに利点と欠点があります。実用生産では、溶融発泡法、パーコレーション鋳造法、粉末冶金発泡法、電気化学法が広く用いられています。その他の工程は主に科学研究や小規模な試験生産に用いられます。