九十九、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

1.3泡沫铝夹芯板高温压入力学性能研究

结构和功能一体化设计是近年来泡沫金属材料和结构研究的新趋势。本节从泡沫金属夹芯结构的承载、吸能与隔热等多功能综合考虑出发，通过添加高效轻质的隔热层如氧化铝纤维板等提出多种可能的多层复合结构拓扑构型，并通过隔热性能比较进行初步优选，最后通过实验研究了多层夹芯结构在不同温度下的压入力学性能。

1.3. 1基于多层结构的夹芯板多功能设计

传统的夹芯结构是由两块薄而高强度的面板和中间一层厚而轻质的芯层材料粘接或者焊接而成，是为了满足轻质高强度要求而发展起来的一种结构形式。最近一些研究者开始探索在传统夹芯结构中增加夹层来提高夹芯结 构的抗冲击能力或提高隔热性能。为满足近空间飞行器对材料的超轻质多功能需求，使结构在具备很好的承载性能的同时，还兼具有优异的隔热性能，本节尝试在传统的泡沫金属夹芯板中加入氧化铝纤维夹层来加强结构的隔热性能。与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比，氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能，而且还具有很好的高温抗氧化性，耐腐蚀性和电绝缘性，在航空、航天、军工及高科技领域应用广泛。根据金属面板、闭孔泡沫铝芯层以及氧化铝纤维夹层在夹芯板中不同的叠放顺序，本节一共研究了7种不同构型的多层夹芯板结构的力学性能。

本节夹芯板结构面板材料采用4.2节中所用的1060纯铝，芯层材料采用2.2节中的闭孔泡沫铝材料，相对密度11.1%。夹层结构材料采用Isoplan-1100陶瓷纤维板，其主要参数和物理性能见表6.3.1。Isoplan-1100 陶瓷纤维材料由特种陶瓷纤维、矿物填料、掺和填料和粘接剂制备而成，具有耐高温特性(1100℃)，由于其导热系数小，是一种理想的绝缘隔热材料，因此被广泛应用于钢铁、炼油、发电、玻璃工业、机器制造等行业。