金属气泡膜具有比传统材料更优越的性能

金属气泡膜可为只有几个毫米厚的空隙提供保护。图片:Afsaneh Rabiei

美国北卡罗来纳州立大学的研究人员研制出一种新型金属气泡膜,这种气泡膜比金属薄片更轻,更强韧也更柔韧。相比于塑料或其他高分子材质的气泡膜,这种材料更耐热而且耐化学腐蚀。它可以被用在汽车车体外板,飞机机翼边缘,行李箱,头盔以及计算机和其它电子设备的保护中。

这个项目的负责人,机械航天工程系教授Afsaneh Rabiei 说,“这种材料可以发挥金属薄片和其它气泡膜的作用,同时更具优势。并且由于加工工序少所以它成本很低。”

Rabiei教授研制这种金属气泡膜为只有几个毫米厚的空间提供保护。为达到效果,这种材料必须足够薄才能塞进紧密排布的产品套筒里,同时足够柔韧可以缠绕弯曲并且有足够的强度保护内部部件。

为了研发这种气泡膜,Rabiei教授首先用销齿式排种轮在铝薄片上压满小压痕,然后向压痕处沉积发泡剂如碳酸钙或钛水合物。加热时这些发泡剂可以分解发泡。

Rabiei教授在铝箔上覆盖一层,将发泡剂夹在其压痕槽里。用滚轮使其压紧连接在一起。最后,她将这种组合片放进炉子,加热时发泡剂分解在材料中产生气泡。这个过程和烘焙蛋糕时小苏打粉使面粉膨发的过程类似。

研究人员对这种金属气泡膜进行了各种机械性能测试来评估其力学性能并与传统块体金属片做对比。这种金属气泡膜的质量比块体材料轻20%到30%,在弯曲强度上提高30%到50%。拉伸强度—基本上是材料强度极限—和无泡金属基本相当。

Rabiei教授说:“我们研制这种材料的方法适用于任何片层金属,而不只是铝,我们打算进一步优化这种金属气泡膜使其最终为产品和大众提供更好的保护。”

Rabiei教授6月24号在北卡罗来纳州罗利市举办的第8届国际多孔金属及金属泡沫大会上宣布了这项发明。相关文章刊登在会议文献中。

Rabiei教授的主题演讲,包括金属气泡膜及其加工方法,被评选为大会技术亮点之一。相关海报获得墙报奖一等奖。

来源:Metallic bubble wrap superior to traditional alternatives

翻译:韩冰