[發明專利]一種抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材

在審

• 申請號: 202010040883.4
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111186185A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 胡正飛;姚騁;任承旭;莫凡
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B32B15/02
• 分類號: B32B15/02;B32B15/01;B32B15/18;B32B15/20;B32B3/12
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 盧泓宇

本發明提供一種抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材，由m層芯材和m+1層金屬薄板按交替順序依次疊合，且兩側最外層為金屬薄板，相鄰芯材與金屬薄板之間以膠粘結合或冶金結合作為固連方式，形成三至五層的疊層復合結構，其中芯材為泡沫鋁板材或蜂窩鋁板材。與傳統的吸能板材相比，該板材通過剛性金屬薄板的支撐提供了更高的強度和剛度，同時多層的芯材，形成了逐層的抗壓吸能板材結構，明顯延長了緩沖的應力平臺區，提高了板材的吸能效率，因此在工程應用中具有明顯的性能優勢。

技術領域

本發明屬于復合板材領域，涉及一種抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材。

背景技術

泡沫金屬是以金屬或金屬合金為基體，包含大量胞孔的輕質多孔材料。由于其結構的特殊性，使其具有低密度、比表面積大、高比強度、高阻尼、吸能、吸聲、隔熱以及電磁屏蔽等特性，應用十分廣泛。

在各種泡沫金屬中，鑒于金屬鋁具有熔點低、鑄造性能好、成本低廉等優點，泡沫鋁一直是泡沫金屬研究中的重點方向。而其優異的物理和力學性能，使其廣泛應用于輕質結構、應變隔離、機械阻尼、振動控制、聲音吸收、能量控制、耐高溫包裝、家具、墻面鑲板、熱量控制、鑄造用自耗型芯、生物相容性、過濾器、電屏蔽、電極和催化劑載體等。

實際應用中，為克服泡沫鋁本體強度較低的缺點，傳統的泡沫鋁板材通常在泡沫鋁的兩側增加剛性金屬薄板后進行使用。在這種板材結構中，剛性金屬薄板主要承載軸向載荷，增強了泡沫鋁的抗彎和抗拉伸能力；而泡沫鋁芯材主要承載剪切載荷。在總質量幾乎沒有增加的情況下，這種結構顯著增強了板材的抗屈曲和彎曲的承載能力，并大大增強了抗沖擊能力。

然而，這種傳統的泡沫鋁板材，在碰撞中初始階段會受到較高的峰值力的影響，發生彎曲變形從而導致失穩失效，降低其吸能能力。

發明內容

為解決上述問題，本發明采用了如下技術方案：

一種抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材，其特征在于，包括：

m層芯材和m+1層金屬薄板，其中，m為大于1的正整數，芯材與金屬薄板按交替順序依次疊合且兩側最外層為金屬薄板，相鄰芯材與金屬薄板之間的固連方式為膠粘結合或冶金結合。

各層芯材為密度和厚度相同、結構均勻的泡沫鋁板材或蜂窩鋁板材。

各層金屬薄板為鋁合金薄板、薄鋼板或鈦合金板，其厚度為0.5-1.0mm。

本發明提供的抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材，還可以具有這樣的技術特征，其中，膠粘結合使用粘結劑或粘結劑預制膠膜。

本發明提供的抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材，還可以具有這樣的技術特征，其中，冶金結合為釬焊或液體擴散焊接。

本發明提供的抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材，還可以具有這樣的技術特征，其中，芯材的層數為三至五層。

發明作用與效果

根據本發明的抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材，采用疊層夾芯結構，形成了逐層的抗壓吸能結構，在材料發生塑性變形過程中，顯著延長了緩沖的應力平臺區，提高了在塑性變形階段的吸能效率，因此在工程應用中具有明顯的性能優勢。其中起支撐作用的剛性金屬薄板提高了材料整體的剛性抗彎強度，提高板材在緩沖過程中發生彎曲時的吸能效果。另外本發明提供的抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材制造工藝并無顯著難點，且成本低廉，適合在工業化生產中推廣。

附圖說明

圖1是本發明實施例的抗壓吸能的泡沫鋁疊層復合板材的示意圖，其中1為金屬薄板，2為芯材；

圖2是本發明疊層結構與無層間薄板的多層結構抗壓性能測試曲線。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例來說明本發明的具體實施方式。