1. Kim loại xốp và nhôm xốp là gì
Trong quá trình lịch sử, việc phát hiện ra kim loại dạng bọt tạo nên một cột mốc quan trọng trong cuộc cách mạng của toàn bộ lĩnh vực kỹ thuật vật liệu. Bọt kim loại là vật liệu bao gồm cấu trúc kim loại với số lượng lớn các lỗ rỗng chứa đầy khí dọc theo cấu trúc. Các lỗ rỗng của các bọt kim loại này có thể ở dạng kết nối hoặc niêm phong kín, được gọi là bọt ô mở và bọt ô kín. Trong số đó,bọt nhômlà kim loại bọt hiện có tiềm năng ứng dụng lớn nhất và được gọi là “ngôi sao kim loại” do một loạt các đặc tính tuyệt vời, chẳng hạn như độ xốp cao, mật độ thấp, trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ nén tốt, hấp thụ va đập tốt, hấp thụ âm thanh tốt và che chắn điện từ. “ngôi sao kim loại”, được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, sản xuất và các phương pháp gia công khác trong lĩnh vực khoa học vật lý.

Đặc điểm cấu trúc của bọt nhôm: (a) Bọt nhôm ô mở; (b) Bọt nhôm ô kín

2. Tính chất và ứng dụng củaBọt nhôm
Bọt nhôm là kim loại có độ xốp và cấu trúc xốp cao, trong đó các lỗ rỗng kín chiếm khoảng ba phần tư tổng thể tích của vật liệu kim loại, làm cho vật liệu rất nhẹ. Ngoài các tính chất này, bọt nhôm có tính chất hấp thụ năng lượng ấn tượng và khả năng nén cao. Về mật độ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hầu hết các mẫu bọt nhôm có mật độ khoảng 0,4-1,2 g-cm-3. Ngoài ra, bọt nhôm có khả năng hấp thụ âm thanh, có thể tái chế và có độ dẫn nhiệt thấp.

Cấu trúc một phần của khoang tàu chống va đập được cải thiện: 1 – lớp da trên; 2 –nhômgiàn xốp; 3 – lớp da dưới

Về mặt ứng dụng, tính chất che chắn điện từ, trọng lượng nhẹ và khả năng hấp thụ của bọt nhôm khiến nó trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các thành phần được sử dụng trong các thiết bị tổng hợp có kiểm soát, ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và xây dựng do khả năng chống lại các môi trường vật lý khắc nghiệt. Trong các thiết bị tổng hợp có kiểm soát, bọt nhôm ô kín là vật liệu che chắn điện từ tuyệt vời. Do sự kết nối của bộ khung bọt nhôm, có diện tích bề mặt riêng lớn và khả năng hấp thụ và phản xạ sóng điện từ tốt, nhiều loại tổn thất khác nhau, chẳng hạn như tổn thất hấp thụ và tổn thất phản xạ, xảy ra trong bọt nhôm, mang lại cho bọt nhôm các đặc tính che chắn điện từ tuyệt vời. Và người ta cũng thấy rằng hiệu quả che chắn điện từ của bọt nhôm đang giảm dần rồi tăng dần khi tần số sóng điện từ tăng. Trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, bọt nhôm được sử dụng làm thành phần trong sản xuất nón vũ trụ hoặc tua-bin, đặc biệt hữu ích để giảm tổng trọng lượng của các thành phần máy bay do khối lượng bọt nhôm thấp. Hơn nữa, như một vật liệu hấp thụ năng lượng tuyệt vời, bọt nhôm được sử dụng trong sản xuất bộ đệm tàu ​​vũ trụ, bộ hấp thụ rung động và đáy của khoang tàu vũ trụ, cho phép hạ cánh an toàn và bảo vệ các phi hành gia và thiết bị vũ trụ. Bằng cách hấp thụ năng lượng hiệu quả và giảm rung động, bọt nhôm có thể đảm bảo an toàn cho các phi hành gia trong trường hợp tàu vũ trụ hạ cánh.
Trong ngành công nghiệp ô tô, bọt nhôm giúp giảm tổng số bộ phận được sử dụng trong khung, làm cho quá trình lắp ráp hiệu quả hơn, cuối cùng giúp giảm chi phí và cải thiện hiệu suất. Hiện nay, bọt nhôm được sử dụng trong thanh chống va chạm, thanh ngang và dầm cửa trong cấu trúc thân xe trên thị trường.

(a) Sơ đồ các bộ phận hấp thụ năng lượng cục bộ của thân xe. (b) Sơ đồ của một nhômbọtthanh chắn va chạm.

Trong ngành xây dựng, mục đích sử dụng chính củabọt nhômlà rào cản bảo vệ, chống cháy chống lại tiếng ồn lớn. Các ví dụ điển hình về ứng dụng kiến ​​trúc của bọt nhôm ô kín là ga tàu điện ngầm London và Quảng trường SOHO Revival ở Thượng Hải, nơi các nhà thiết kế sử dụng một lượng lớn bọt nhôm để hấp thụ âm thanh và cách nhiệt.

(a) (b) Ảnh chụp bọt nhôm được sử dụng trong nội thất của SOHO Plaza, Thượng Hải; (c) Tường cách âm composite bọt nhôm + khoang kim loại tại Ga Bermondsey, Tàu điện ngầm London.

3. Kết luận
Việc phát hiện ra bọt nhôm được coi là một thành tựu đáng chú ý.bọt nhômVật liệu kết hợp các đặc tính che chắn điện từ tuyệt vời, trọng lượng nhẹ, mật độ thấp, giảm chấn động và hấp thụ năng lượng, khiến nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau hiện nay. Điều thú vị là bọt nhôm cũng là một sản phẩm thân thiện với môi trường có thể tái chế, nghĩa là đây là vật liệu bền vững hy vọng sẽ được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp trong tương lai.