Verwendung von sphärischem porösem Aluminium Sphärisches poröses Aluminium ist ein metallisches Material mit einer bestimmten Menge, Porengröße und Porosität in der Aluminiummatrix. Es handelt sich um ein neuartiges, umweltfreundliches Strukturfunktionsmaterial mit einer Vielzahl hervorragender Eigenschaften. In der Luft- und Raumfahrt, der Waffentechnik, dem Maschinenbau, der Schifffahrt und Landfahrzeugindustrie, dem Baugewerbe und anderen Branchen konzentriert sich die Nachfrage nach sphärischen porösen Aluminiummaterialien hauptsächlich auf Schallabsorption und Lärmreduzierung, Energieabsorption und -pufferung, Vibrationsreduzierung, Explosionsschutz, Wärmeableitung, Filtration, Wellenabsorption, elektromagnetische Abschirmung und andere Anwendungen.

Anwendung von sphärischem porösem Aluminium in der Luft- und Raumfahrt

1. Herstellung von Luftkissen für schweres Gerät

Das im Rahmen des Zwölften Fünfjahresplans Chinas entwickelte Luftlandekissen aus Stahlblech-Papierwaben weist eine hohe Dichte und eine geringe Energieabsorptionskapazität auf. Die Energieabsorption beträgt ca. 500 kJ/m³ und ist nur für Luftlandetruppen bis ca. 10 Tonnen geeignet. Bei der Installation von 20 großen Flugzeugen ist es notwendig, Kissen für schwere Luftlandetruppen bis ca. 20 Tonnen bereitzustellen. Die Luftlandekissen für schwere Geräte aus sphärischem Aluminiumschaum sind in Abbildung 1 dargestellt und können für Luftlandetruppen wie gepanzerte Fahrzeuge, Panzer usw. sowie amphibische Kampffahrzeuge verwendet werden. Bei Luftlandetruppen bis 20 Tonnen beträgt die theoretische Dicke der Pufferplattform 250 mm, die tatsächliche Dicke wird auf 500–800 mm festgelegt, und die Landung ist stabil; so können bemannte Luftlandetruppen realisiert werden, die nicht nur die Sicherheit der Soldaten gewährleisten, sondern auch deren unmittelbare Landung. Steigen Sie in die Schlacht und steigern Sie die Kampfkraft Ihrer Luftlandetruppen.

2. Herstellung von Schachtabdeckungen für landgestützte Raketenstarts

Landgestützte Raketensiloabdeckungen bestehen aus einem Skelett aus Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl, Stahlbeton und anderen Materialien (Abbildung 2). Der große Schachtdeckel ist etwa 22 Meter lang, etwa 9 Meter breit, 1,5 Meter dick und wiegt mehr als 600 Tonnen. Der Schachtdeckel ist zu sperrig, was ein schnelles Öffnen und Schließen beeinträchtigt. Der große Schachtdeckel mit der Verbundstruktur aus Stahlplatten und kugelförmigem Aluminiumschaum ist in Abbildung 3 dargestellt. Die Oberseite besteht aus 20 mm dicken Stahlplatten, die mittlere Schicht aus kugelförmigem Aluminiumschaum hat eine Dicke von 600 mm; die untere Schicht besteht aus 20 mm dicken PE-Faserplatten und die unterste Schicht aus Stahlplatten hat eine Dicke von 10 mm. Das Gewicht beträgt 90 Tonnen und die Klopffestigkeit ist mehr als tausendfach erhöht. Zur Simulation wurde das halbpanzerbrechende Geschoss GBU-28 mit einem Durchmesser von 370 mm und einer Sprengladung von 306 kg verwendet. Durch die kompressionsdämpfende Wirkung des 600 mm dicken sphärischen Aluminiumschaums vergrößerte sich die Angriffsfläche des panzerbrechenden Projektils auf der 20 mm dicken Panzerstahlplatte um mehr als das 200-fache. Dadurch wurde die Wirkung des panzerbrechenden Projektils auf weniger als hundert Prozent reduziert, was ein Durchdringen erschwerte.

3. Herstellung einer explosionsgeschützten Tür aus kugelförmigem Aluminiumschaum

Die derzeit verwendete explosionsgeschützte Stahlbetontür (Abbildung 4) hat eine Gesamtdicke von 300–400 mm, ein Gewicht von 20–30 t und eine Explosionsfestigkeit von 3 MPa. Aufgrund ihres hohen Gewichts lässt sie sich nur schwer öffnen und schließen. Die explosionsgeschützte Tür besteht aus einer Verbundstruktur aus Kohlenstoffstahlplatten und Aluminiumschaumkugeln (Abbildung 5). Die Kohlenstoffstahlplatte ist 5 mm dick, die mittlere Schicht besteht aus Aluminiumschaumkugeln mit 100 mm Dicke. Die Aluminiumschaumkugelplatte und die Stahlplatte sind mit Silikon-Strukturkleber verklebt und anschließend mit Senkschrauben verstärkt. Die Schlagfestigkeit beträgt über 1000 MPa, was einer 300-fachen Erhöhung entspricht. Die Druckfestigkeit entspricht der Festigkeit einer 110 mm dicken Stahlplatte; die Masse beträgt 1/12 der Masse einer explosionsgeschützten Stahlbetontür.