Nhôm bọt cho toa xe khách đường sắt

Làm thế nào để giảm trọng lượng chết máy của toa xe khách đường sắt, để tiết kiệm động năng lực kéo, giảm chi phí vận hành tàu, giảm tiếng ồn khoang hành khách và cải thiện sự thoải mái của hành khách luôn là một hướng quan trọng của phát triển công nghệ xe khách đường sắt trong và ngoài nước, và mục tiêu của thiết kế xe. Trọng lượng nhẹ của xe khách và kiểm soát tiếng ồn của khoang hành khách thường được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu mới.

So với nhôm kim loại có trọng lượng cụ thể là 2,7, bằng cách sử dụng titan hydride làm chất tạo bọt, khối lượng nhôm bọt có thể được mở rộng đến 13 lần so với ban đầu và trọng lượng cụ thể có thể giảm xuống còn 0,2 ~ 0,4, tương đương với 1/3 gỗ. Ngoài các đặc tính siêu nhẹ, nó cũng có các đặc tính cơ học, âm thanh, nhiệt và các đặc tính khác tuyệt vời. Nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kiến trúc, ô tô, xe khách đường sắt, quân sự và như vậy, đặc biệt là trong thế giới ngày nay.

Tại thời điểm ủng hộ bảo tồn năng lượng và giảm phát thải, nó có ý nghĩa lỗi thời quan trọng hơn.

Lấy bảng điều khiển bánh sandwich nhôm tạo bọt và bảng điều khiển bánh sandwich tổ ong nhôm với tổng độ dày 14,5mm (lớp bánh sandwich 12mm) làm ví dụ, các tính chất của nhôm bọt và tổ ong nhôm đã được so sánh và phân tích.

Tính chất cơ học. Nói chung, sức mạnh của nhôm bọt là khoảng 1% so với nhôm dày đặc, và mô đun đàn hồi là khoảng 1 / 50 ~ 1 / 100 của nhôm dày đặc. Các tính chất cơ học tuyệt vời của nhôm bọt được phản ánh trong các đặc tính nén và mệt mỏi của nó. Khi nén, nhôm tạo bọt cho thấy một phần căng thẳng rộng ở một mức độ căng thẳng nhất định. Ví dụ, trong

Dưới cùng một tải trọng áp suất 1000 kg, kết quả thử nghiệm so sánh của tấm bánh sandwich nhôm bọt 14,5 mm và tấm bánh sandwich tổ ong nhôm cho thấy sự biến dạng của tổ ong nhôm là khoảng 2,1mm, trong khi về cơ bản không có biến dạng của nhôm bọt.

Hiệu suất âm thanh. Hiệu suất âm thanh tuyệt vời của nhôm  bọt được phản ánh trong giảm xóc, cách âm và hiệu suất hấp thụ âm thanh. Là một vật liệu macro, nhôm bọt bọt bao gồm khung kim loại nhôm và lỗ chân lông (có thể được coi là khí pha thứ hai). Có một số lượng lớn các khuyết tật vi mô và vĩ mô bên trong. Một số lượng lớn các giao diện được hình thành giữa lỗ chân lông và ma trận làm tăng khoảng cách giữa hai giai đoạn

Khiếm khuyết tương tác để tạo ra cấu trúc vi mô cực kỳ không đồng đều và trạng thái căng thẳng. Khi lực bên ngoài tác động lên tổ chức, nó tăng cường trạng thái căng thẳng không đồng đều, gây ra chuyển động trật khớp và trượt nhựa trong khu vực khiếm khuyết, tăng mật độ trật khớp và tạo ra sự khác biệt pha căng thẳng lớn giữa khung và lỗ, để tạo thành giao diện hai pha.

Ma sát bên trong được tạo ra tại, chuyển đổi các tính chất cơ học thành năng lượng nhiệt. Hiệu suất cách âm của vật liệu lõi nhôm xốp cao hơn so với tấm lõi tổ ong nhôm có cùng độ dày. So với các vật liệu cách âm khác, nhôm tạo bọt không chỉ có dải hấp thụ âm thanh rộng, mà còn có hiệu suất hấp thụ âm thanh tần số thấp tốt.

Tính chất nhiệt. Điểm nóng chảy của nhôm bọt về cơ bản giống như nhôm, nhưng bị ảnh hưởng bởi lớp oxit trên bề mặt bọt, nhiệt độ điểm nóng chảy của nhôm bọt cao hơn điểm nóng chảy lý thuyết. Khi lớp oxit đủ dày và nhiệt độ cao hơn điểm nóng chảy của nhôm mà không có lực bên ngoài, lớp oxit dày có thể hỗ trợ cấu trúc xốp của nhôm bọt. Nếu tiếp tục sưởi ấm trong môi trường oxy hóa, độ dày của lớp oxit sẽ tăng lên và nhôm có bọt sẽ trở nên ổn định hơn. tạo bọt

Có môi trường không khí với hệ thống dẫn nhiệt thấp trong lỗ chân lông của vật liệu nhôm. Độ dẫn nhiệt của nhôm tạo bọt thấp hơn nhiều so với kim loại nhôm, bằng khoảng 1/60 so với nhôm và độ dẫn nhiệt giảm theo cấp số nhân với sự gia tăng tỷ lệ thông thoáng lỗ chân lông. Trong điều kiện tương tự, thử nghiệm so sánh đốt cháy của tấm tổ ong nhôm và vật liệu lõi nhôm bọt đã được thực hiện. Bề mặt của tấm bánh sandwich tổ ong nhôm bắt đầu tan chảy ở độ tuổi 20, và khí bắt đầu được tạo ra trên bề mặt của tấm bánh sandwich tổ ong nhôm ở độ tuổi 50, trong khi nhôm bọt không có sự thay đổi rõ ràng.

Cấu trúc nhẹ, hấp thụ năng lượng và kiểm soát tiếng ồn của nhôm bọt làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong ô tô, đường sắt và các lĩnh vực vận tải khác. German Karmann Co., Ltd. đã chọn tấm bánh sandwich nhôm bọt để sản xuất tấm bìa trên xe khách và tấm dưới cùng. Độ cứng của nó lớn hơn 7 lần so với các thành phần thép ban đầu và khối lượng của nó thấp hơn 25% so với các thành phần thép ban đầu. Các toa xe chở khách đường sắt của Hàn Quốc đã sử dụng các tấm bánh sandwich nhôm bọt để làm mái nhà.

Nhôm tạo bọt có khả năng hấp thụ mạnh năng lượng va chạm, tạo ra biến dạng nhựa khi bị tác động, hấp thụ lực tác động của tải trọng bên ngoài và có thể bảo vệ hiệu quả sự an toàn của xe và nhân viên. Khi một chiếc xe có khối lượng 1500 kg va chạm với tốc độ 48 km / h, khu vực tác động được tính là 1000 mm × Tính là dày 150 mm và 20 mm, nó có thể hấp thụ 84% tổng năng lượng tác động. Do đó, phần đầu xe khách đường sắt của tài xế xe khách đường sắt

Nhôm xốp được sử dụng để thay thế nhựa xốp hoặc FRP cho các thành phần, có thể cải thiện tuổi thọ và giảm bảo trì. Đồng thời, nó cũng loại bỏ khí độc hại được sản xuất bởi các vật liệu truyền thống, để giảm đáng kể tổn thất và thương vong trong các vụ tai nạn giao thông. Xe khách đường sắt thường sử dụng len thủy tinh làm vật liệu hấp thụ âm thanh chính. Với việc kéo dài thời gian áp dụng, độ ẩm trong len thủy tinh sẽ tiếp tục tăng, dẫn đến len thủy tinh

Cấu trúc bên trong của bông sụp đổ, tạo thành một môi trường vĩ mô, và hiệu suất thì thầm giảm dần. Nếu nhôm tạo bọt có thể được áp dụng cho việc im lặng trong nhà của các toa xe chở khách đường sắt, nó có thể được lắp đặt một lần và sử dụng vĩnh viễn, và hiệu quả hấp thụ âm thanh của nó sẽ không bị giảm khi kéo dài thời gian và không có nguy cơ hỏa hoạn tiềm ẩn. Để cải thiện hiệu suất phòng cháy chữa cháy và hiệu quả giảm tiếng ồn của tàu cao tốc, vật liệu nhôm tạo bọt được sử dụng trong hầu hết các bộ phận bên trong của tàu, chẳng hạn như sàn, tường bên, tường phân vùng và mái nhà, trong toa tàu cao tốc Km2 của Hàn Quốc. Xe buýt tham quan Shinkansen của Nhật Bản cũng chọn nhôm bọt làm tường cách âm để giảm tiếng ồn do máy phát điện, quạt, điều hòa không khí và các thiết bị khác tạo ra. Hiện tại, vật liệu nhôm bọt đã được sử dụng thành công trong tàu điện ngầm Thượng Hải và tàu điện ngầm Beijing Batong ở Trung Quốc.

Nhôm tạo bọt cho toa xe khách đường sắt sẽ có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong việc phát triển toa xe khách đường sắt trong tương lai vì các đặc tính tuyệt vời của nó như siêu nhẹ, hấp thụ âm thanh, chống cháy, hấp thụ năng lượng và bảo vệ môi trường.