1. Què és el metall escumat i l'alumini escumat
Al llarg de la història, el descobriment dels metalls escumats constitueix una fita important en la revolució de tot el camp de l'enginyeria de materials. Una escuma metàl·lica és un material que consta d'una estructura metàl·lica amb un gran nombre de porus que s'omplen de gasos al llarg de l'estructura. Els porus d'aquestes escumes metàl·liques poden estar en forma d'interconnexions o segells hermètics, coneguts com a escumes de cèl·lules obertes i de cèl·lules tancades, respectivament. Entre ells,escuma d'aluminiés actualment l'escuma metàl·lica amb més potencial d'aplicació, i es coneix com l'"estrella metàl·lica" a causa d'una sèrie d'excel·lents propietats, com ara alta porositat, baixa densitat, pes lleuger, alta resistència, bona compressió, bona absorció d'impactes, bona absorció de so i blindatge electromagnètic. "Estrella de metall", àmpliament utilitzat en enginyeria aeroespacial, fabricació i altres mètodes de processament en el camp de les ciències físiques.

Característiques estructurals de l'escuma d'alumini: (a) escuma d'alumini de cèl·lules obertes; (b) Escuma d'alumini de cèl·lules tancades

2. Propietats i Aplicacions deEscuma d'alumini
L'escuma d'alumini és un metall amb una alta porositat i una estructura porosa, en la qual els porus segellats representen unes tres quartes parts del volum total del material metàl·lic, fent que el material sigui molt lleuger. A més d'aquestes propietats, l'escuma d'alumini té propietats d'absorció d'energia impressionants i una alta compressibilitat. Pel que fa a la densitat, els investigadors van trobar que la majoria de mostres d'escuma d'alumini tenen una densitat d'uns 0,4-1,2 g-cm-3. A més, l'escuma d'alumini absorbeix el so, es recicla i té una conductivitat tèrmica baixa.

Estructura parcial de sentina resistent als impactes millorada: 1 – pell superior; 2 –aluminiarmadura d'escuma; 3 – pell inferior

Pel que fa a les aplicacions, el blindatge electromagnètic, les propietats lleugeres i absorbents de l'escuma d'alumini la converteixen en un candidat ideal per a components utilitzats en dispositius de fusió controlada, indústries de l'automoció, aeroespacial i de la construcció a causa de la seva capacitat de resistir entorns físics extrems. En dispositius de fusió controlada, l'escuma d'alumini de cèl·lules tancades és un excel·lent material de blindatge electromagnètic. A causa de la interconnexió de l'esquelet d'escuma d'alumini, que té una gran superfície específica i una bona capacitat d'absorbir i reflectir ones electromagnètiques, es produeixen diversos tipus de pèrdues, com ara pèrdues d'absorció i pèrdues de reflexió, a l'escuma d'alumini, la qual cosa dóna la escuma d'alumini excel·lents propietats de blindatge electromagnètic. I també s'ha trobat que l'eficàcia de blindatge electromagnètic de l'escuma d'alumini està disminuint i després augmenta amb l'augment de la freqüència de les ones electromagnètiques. A la indústria aeroespacial, l'escuma d'alumini s'utilitza com a component en la fabricació de cons o turbines espacials, la qual cosa és especialment útil per reduir el pes total dels components d'avions a causa de la poca massa d'escuma d'alumini. A més, com a excel·lent material d'absorció d'energia, l'escuma d'alumini s'utilitza en la fabricació d'amortidors de naus espacials, absorbidors de vibracions i la part inferior de les càpsules de retorn de les naus espacials, que permet aterratges segurs i protegeix els astronautes i els equips espacials. En absorbir eficaçment l'energia i amortir les vibracions, l'escuma d'alumini pot garantir la seguretat dels astronautes en cas d'impacte d'aterratge d'una nau espacial.
A la indústria de l'automòbil, l'escuma d'alumini ajuda a reduir el nombre total de peces utilitzades en el marc, fent que el procés de muntatge sigui més eficient, cosa que en última instància ajuda a reduir costos i millorar el rendiment. Actualment, l'escuma d'alumini s'utilitza en barres d'impacte, traverses i bigues de portes en estructures de carrosseria de cotxes del mercat.

(a) Diagrama de parts localitzades de la carrosseria que absorbeixen energia. (b) Diagrama esquemàtic d'un aluminiescumabarra de xoc.

En el sector de la construcció, l'ús principal deescuma d'aluminiés com a barrera protectora i resistent al foc contra el soroll intens. Exemples típics d'aplicacions arquitectòniques d'escuma d'alumini de cèl·lules tancades són l'estació de metro de Londres i la SOHO Revival Square de Xangai, on els dissenyadors van utilitzar grans quantitats d'escuma d'alumini per a l'absorció i aïllament acústic.

(a) (b) Fotografies d'escuma d'alumini utilitzada a l'interior de SOHO Plaza, Xangai; (c) Mur absorbent de so compost d'escuma d'alumini + cavitat metàl·lica a l'estació de Bermondsey, metro de Londres.

3. Conclusió
El descobriment de l'escuma d'alumini es considera un èxit notable.Escuma d'aluminiEl material combina excel·lents propietats de blindatge electromagnètic, pes lleuger, baixa densitat, amortiment de vibracions i propietats d'absorció d'energia, cosa que el fa molt àmpliament aplicable en diverses indústries actuals. Curiosament, l'escuma d'alumini també és un producte respectuós amb el medi ambient que es pot reciclar, és a dir, és un material sostenible que s'espera que s'utilitzi en un gran nombre d'aplicacions industrials en el futur.