淺談泡沫金屬的性能及其在汽車上的應用

趙生蓮

摘要：泡沫金屬具有重量輕、密度低、強度高、良好的聲音吸收能力、良好的隔熱性能、吸收能量的性能的優點，因此被用于汽車部件的。

關鍵詞：泡沫金屬；汽車

泡沫金屬是一種在金屬基體中分布有無數氣孔的多孔質材料，結構孔徑大、孔隙率高、密度低，有許多物理與機械相結合的優良特性。此外，它的加工性好、可再生，因此這種新型材料在工程中有廣泛的應用前景。

1泡沫金屬的性能

泡沫金屬的獲得主要是通過去除金屬中的其他物質來獲得疏松多孔的結構或者是在熔融態的金屬中產生氣泡。它具備以下性能：

1.1重量輕、密度低，強度高

對于承受彎曲負載的裝置，所用材料應具有較高的比強度。在質量給定的前提下，泡沫鋁可使構件的彎曲強度更加優化。

1.2吸收能量的性能

由于泡沫金屬是多孔結構，所以可用作能量吸收材料。在汽車安全性設計中，將泡沫金屬用作吸收碰撞能量的主要材料也是十分適宜的。

1.3泡沫金屬具有良好的聲音吸收能力

1.4良好的隔熱性能

2泡沫金屬在汽車上的應用

“泡沫金屬”是20世紀90年代末才出現的新型材料，但應用速度很快，有些新車型已經采用了這種材料。“泡沫金屬”主要指泡沫鋁合金。

由于泡沫金屬具有上述性能，因此在輕量化及安全性方面顯示出它的優勢，從而受到了汽車行業的重視。

2.1泡沫鋁材在汽車車門輕量化中的應用

車門（cardoorl是為駕駛員和乘客提供出入車輛的通道，并隔絕車外干擾，在一定程度上減輕側面撞擊，保護乘員。車門的好壞，主要體現在，車門的防撞性能，車門的密封性能，車門的開合便利性，當然還有其它使用功能的指標等。防撞性能尤為重要，因為車輛發生側碰時，緩沖距離很短，很容易就傷到車內人員。它的輕量化主要是通過使用輕量化材料或是采用不同的輕質結構來實現的。而泡沫金屬在輕量化及安全性方面顯示出了優勢，所以可以用于汽車車門。

2.2汽車發動機罩蓋

發動機罩蓋是行人在碰撞事故當中頭部接觸的主要區域之一。在沖擊過程中，頭部接觸外罩板，外罩板變形，并帶動內罩板一起變形，向下運動并吸收頭部能量。若變形過大，行人頭部有可能會與發動機罩蓋下端的發動機艙部件發生二次碰撞，造成嚴重傷害。發動機罩蓋設計需要盡量避免這一情況發生，讓發動機罩蓋在不對行人頭部造成過大沖擊的前提下盡可能多吸收行人頭部的能量。而泡沫金屬在輕量化及安全性方面顯示出了優勢，所以可以用于發動機罩蓋的制造。

2.3行李廂蓋

行李箱蓋系統是汽車車身結構中相對獨立的總成，是供乘員取放行李、工具及其他備用物品的必要通道。行李箱蓋系統主要由行李箱蓋焊接總成、行李箱附件（開啟機構、鎖、密封條等）組成。行李箱蓋作為汽車的組成部分，是車身尾部最富變化和最受人關注的對象。一方面，行李箱蓋作為車身結構中的重要組成部分，其造型風格、強度、剛度、可靠性及工藝性等必需滿足車身整體性能的要求；另一方面，行李箱蓋結構自身的視野性、安全性、密封等性能，既對整個車身結構性能影響較大，也是行李箱蓋功能要求的重要部分。而泡沫金屬具有重量輕、密度低、強度高、良好的聲音吸收能力、良好的隔熱性能、吸收能量的性能的優點，所以可以用于行李廂蓋的制造。

2.4汽車翼子板

汽車翼子板是為了保護和遮蓋車輪的一種外殼，一般有前翼子板和后翼子板之分。主要是根據汽車輪胎尺寸和性能來進行設計的，因為在行駛的過程中輪胎會發生不可預判的因素，使其輪胎行駛在固定的范圍內。有些車輛的翼子板和汽車的軀殼是一體化，但有很多車輛的翼子板卻是單獨為一體的板塊。翼子板是在不影響行駛過程而具有保護功能配件，它還有隔音功能。而泡沫金屬具有重量輕、密度低、強度高、良好的聲音吸收能力，所以可以用于汽車翼子板的制造。

2.5制作保險杠

保險杠是載貨汽車和座位數≤20或車長≤6m的載客汽車在發生低速正、斜向碰撞時，減輕人員傷亡程度及汽車損壞程度的前后保護裝置。

還可以用來制作縱梁、支柱。

3結束語

發達國家國家非常重視泡沫金屬的應用和研究，歐共體已將泡沫金屬在汽車上的應用列入光4明歐洲計劃之中。制約泡沫金屬在汽車工業上廣泛應用的主要因素是其價格高昂。

（作者單位：攀枝花學院）