1. Čo je to penový kov a penový hliník
V priebehu histórie predstavuje objav penových kovov dôležitý míľnik v revolúcii celej oblasti materiálového inžinierstva. Kovová pena je materiál, ktorý pozostáva z kovovej štruktúry s veľkým počtom pórov, ktoré sú pozdĺž štruktúry vyplnené plynmi. Póry týchto kovových pien môžu byť vo forme prepojení alebo hermetických tesnení, známych ako peny s otvorenými a uzavretými bunkami. Medzi nimihliníková penaje v súčasnosti penový kov s najväčším potenciálom použitia a je známy ako „kovová hviezda“ vďaka sérii vynikajúcich vlastností, ako je vysoká pórovitosť, nízka hustota, nízka hmotnosť, vysoká pevnosť, dobrá kompresia, dobrá absorpcia nárazov, dobrá absorpcia zvuku a elektromagnetické tienenie. „kovová hviezda“, široko používaná v leteckom inžinierstve, výrobe a iných spracovateľských metódach v oblasti fyzikálnych vied.

Štrukturálne charakteristiky hliníkovej peny: a) hliníková pena s otvorenými bunkami; (b) Hliníková pena s uzavretými bunkami

2. Vlastnosti a aplikácieHliníková pena
Hliníková pena je kov s vysokou pórovitosťou a poréznou štruktúrou, v ktorej utesnené póry tvoria asi tri štvrtiny celkového objemu kovového materiálu, vďaka čomu je materiál veľmi ľahký. Okrem týchto vlastností má penový hliník pôsobivé vlastnosti absorpcie energie a vysokú stlačiteľnosť. Pokiaľ ide o hustotu, výskumníci zistili, že väčšina vzoriek hliníkovej peny má hustotu okolo 0,4-1,2 g-cm-3. Hliníková pena navyše pohlcuje zvuk, je recyklovateľná a má nízku tepelnú vodivosť.

Zlepšená nárazuvzdorná čiastočná štruktúra útora: 1 – vrchná koža; 2 –hliníkpenový krov; 3 – spodná koža

Čo sa týka aplikácií, elektromagnetické tienenie, nízka hmotnosť a absorpčné vlastnosti hliníkovej peny z nej robia ideálneho kandidáta pre komponenty používané v zariadeniach s riadenou fúziou, v automobilovom, leteckom a stavebnom priemysle vďaka svojej schopnosti odolávať extrémnym fyzikálnym prostrediam. V zariadeniach s riadenou fúziou je hliníková pena s uzavretými bunkami vynikajúcim elektromagnetickým tieniacim materiálom. V dôsledku prepojenia kostry z hliníkovej peny, ktorá má obrovský špecifický povrch a dobrú schopnosť pohlcovať a odrážať elektromagnetické vlny, dochádza v hliníkovej pene k rôznym druhom strát, ako sú straty absorpciou a straty odrazom, čo dáva penový hliník vynikajúce vlastnosti elektromagnetického tienenia. A tiež sa zistilo, že účinnosť elektromagnetického tienenia hliníkovej peny klesá a potom sa zvyšuje so zvyšujúcou sa frekvenciou elektromagnetických vĺn. V leteckom a kozmickom priemysle sa hliníková pena používa ako komponent pri výrobe vesmírnych kužeľov alebo turbín, čo je obzvlášť užitočné pri znižovaní celkovej hmotnosti komponentov lietadiel vďaka nízkej hmotnosti hliníkovej peny. Okrem toho sa hliníková pena ako vynikajúci materiál absorbujúci energiu používa pri výrobe nárazníkov kozmických lodí, tlmičov vibrácií a spodnej časti návratových kapsúl kozmických lodí, čo umožňuje bezpečné pristátie a chráni astronautov a vesmírne vybavenie. Efektívnym pohlcovaním energie a tlmením vibrácií môže hliníková pena zaistiť bezpečnosť astronautov v prípade nárazu pri pristávaní kozmickej lode.
V automobilovom priemysle hliníková pena pomáha znižovať celkový počet dielov použitých v ráme, vďaka čomu je proces montáže efektívnejší, čo v konečnom dôsledku pomáha znižovať náklady a zlepšovať výkon. V súčasnosti sa hliníková pena používa v ochranných tyčiach, priečnikoch a dverových nosníkoch v konštrukciách karosérií automobilov na trhu.

(a) Schéma lokalizovaných častí karosérie absorbujúcich energiu. (b) Schematický diagram hliníkapenanárazová lišta.

V stavebníctve je hlavným využitímhliníková penaslúži ako ochranná, ohňovzdorná bariéra proti silnému hluku. Typickými príkladmi architektonických aplikácií hliníkovej peny s uzavretými bunkami sú stanica londýnskeho metra a SOHO Revival Square v Šanghaji, kde dizajnéri použili veľké množstvo hliníkovej peny na absorpciu zvuku a izoláciu.

(a) (b) Fotografie hliníkovej peny použitej v interiéri SOHO Plaza, Šanghaj; (c) Hliníková pena + kompozitná stena absorbujúca zvuk s kovovou dutinou na stanici Bermondsey, londýnske metro.

3. Záver
Objav hliníkovej peny sa považuje za pozoruhodný úspech.Hliníková penaMateriál kombinuje vynikajúce vlastnosti elektromagnetického tienenia, nízku hmotnosť, nízku hustotu, tlmenie vibrácií a vlastnosti absorpcie energie, vďaka čomu je dnes veľmi široko použiteľný v rôznych priemyselných odvetviach. Je zaujímavé, že hliníková pena je tiež produkt šetrný k životnému prostrediu, ktorý sa dá recyklovať, čo znamená, že ide o udržateľný materiál, ktorý sa snáď v budúcnosti využije vo veľkom množstve priemyselných aplikácií.