泡沫铝金子还是泡沫？ 通孔泡沫铝

第一次听到“泡沫铝”三个字，还是在12月8日考察河南银河铝合金有限公司时，执行总裁张德强对我说的。当时我问张总，如果要生产一种有些技术含量，有点前瞻性或核心竞争力的铝制品，你说生产什么？张总几乎不假思索说出了“泡沫铝”三个字。<?xml:namespace prefix="o" ns="urn:schemas-microsoft-com:office:office"?>

8日晚，我回到郑州时，在宾馆里又记起了泡沫铝这个概念，便在英特网上搜索有关资讯。于是看到了中南大学《泡沫铝的低成本生产》项目推介的文字，这便是我<?xml:namespace prefix="st1" ns="urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags"?>12月9日，去湖南长沙中南大学与周向阳教授接洽的动因。

12月10日8点半开始，在中南大学我与周教授进行了5个多小时的接触和交谈，在融洽的氛围里，周教授就泡沫铝的有关问题作了介绍,并领我参观了他主管的几个新材料实验室。

周教授首先介绍泡沫铝的用途：

他说，泡沫铝是一种在铝基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材料，它具有多孔材料的轻质特性，还具有金属材料优良的力学性能和热、电等物理性能,是集多种优良性能于一身的新型环保型结构功能材料。泡沫铝材本身所具有的独特结构与金属特质，使得其兼顾了功能材料与结构材料的特点。作为结构材料，它具有轻质与高比强度的特点；作为功能材料，它具有吸声、隔音、隔热、散热、阻燃、减震、阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽及过滤等多种物理性能。泡沫铝包括闭孔与开孔两种类型。

泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体气体扩散盘、热交换器、电磁屏蔽等方面，可用于冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车、火车、地铁列车制造和建筑业等领域，也是制作户外交通声屏障的最佳选材，应用范围正在不断扩大。

其次，周教授作了技术竞争性分析。

1、目前常规的泡沫铝制备方法分析

目前国内外研制闭孔泡沫铝产品大都采用固体发泡剂发泡法，该工艺采用的发泡剂几乎全是TiH_2(氢化钛)、ZrH_{2（氢化锆）}等，并且通常采用金属钙类增粘材料，这些使得目前的熔体发泡法存在如下的缺陷：&#9312;TiH₂类发泡剂价格昂贵，且其在铝熔点附近分解速度快，从而使得泡沫铝制备条件苛刻，并且也使得该法只适宜制备某些低熔点的铝合金泡沫；&#9313;熔体增粘时温度通常在800~900&#8451;，且金属钙类增粘材料价格较贵，这不仅增加了能耗，而且还进一步提高了泡沫铝制备成本；&#9314;使用TiH₂类发泡剂时，通常出现实心体，造成成品率的降低；&#9315;加入金属钙作为增粘材料时，热处理不可提高泡沫铝的硬度；&#9316;TiH₂、ZrH₂类发泡剂通常需要预处理。

生产通孔泡沫铝的方法主要有熔模铸造法与渗流铸造法两大类。熔模铸造法对母体材料具有良好的继承性，空隙三维贯通、结构均匀，但该法骨架强度较低，因此产业化的不多。渗流铸造法是目前制备通孔泡沫铝的主要方法，但现行渗流铸造法存在以下不足：&#9312;难于精确控制生产，容易产生如渗流不足、渗流过度等缺陷，造成大量的金属原料浪费。&#9313;操作难度大。&#9314;难制备出大尺寸的渗流制品。&#9315;通常为间歇式生产。&#9316;NaCl类造孔粒子（即渗流粒子）对金属铝基体产生腐蚀，并且有些造孔粒子还难以全部从多孔体中去除。

　　另外，具有泡沫铝芯夹心材料的制备大都采用成本较高的粉末冶金法制备，或者通过有机胶粘接的方式（该方式存在有机胶老化，层结构破坏的缺陷）。

2、中南大学在泡沫铝制备方面取得的创新性成绩

&#9312;已成功研制了一种价格低廉的发泡剂，该发泡剂价格不到TiH₂、ZrH₂类材料的1/20；并开发了相应的闭孔泡沫铝制备工艺。所研制的闭孔泡沫铝性能与日本产品相当，其密度在0.5~0.7g/cm³；该技术所制备泡沫铝材的成本与现在建筑用铝型材的加工成本基本相当，只有采用TiH₂、ZrH₂等昂贵发泡剂工艺的30~50%。

&#9313;已开发出了制备泡沫铝芯三明治构件的先进制备工艺，该工艺所具有的优点：(a)不采用传统的粉末冶金方法，因而成本相当低；(b)泡沫铝芯与外层板材（铝板或钢板）的结合为冶金结合，该结合摈弃掉了国外所采用有机粘合剂粘结泡沫铝芯与外层板材的缺陷（如结合不紧密，容易老化出现分层等）；(c)该种结构泡沫铝芯三明治构件通过一次成型，因而制造成本很低。

&#9314;开发了一种新颖的半连续制备大尺寸通孔泡沫铝的工艺。该工艺所制备泡沫材料基本没有铸造缺陷，渗流高度可以方便控制。

&#9315;申报了与本项目相关的专利5项。

显然，中南大学所提出的项目产业化后，在技术上有很大的竞争性。

第三，周教授分析了成本优势：生产泡沫铝的原料可以是原铝，也可以是再生铝。利用再生铝作为原料时，可实现“资源—产品—废弃物—再生资源—产品”的循环经济模式，不仅可以有效地利用资源和保护环境，而且还可以以尽可能小的成本获得尽可能大的经济效益和环境效益。我国是铝废杂料产生大国，随着我国国民经济的发展，废杂铝的量还将逐年递增，但同发达国家比较起来，我国废杂铝的利用率相对较低。造成我国废铝回收率低的原因中，除了国内废杂铝回收的网络系统不完善外，废杂铝利用的研究滞后也是一个重要的因素。而本项目提出的研制低成本泡沫铝制备技术正好解决了废杂铝的综合利用问题，用先进工艺将废杂铝除杂并熔配后，便可作为本项目生产的原料。符合国家循环经济的要求。

目前，日本两家公司利用熔体发泡法（采用TiH₂作发泡剂）分别生产出泡沫铝产品，并且在日本市场上现有600&times;600&times;任意厚度（mm常1800&times;600&times;任意厚度(mm)规格的泡沫铝材出售，目前该产品的市场售价在840~1050元人民币/m²（厚度10mm,密度0.6g/cm³）。其产品主要应用在轨道列车（如：新干线）和隔音设备等方面。

大陆与台湾的相关企业在泡沫铝的应用方面也作了大量工作，并且也已经有了许多的成功工程案例。如已经将泡沫铝成功安装在某大桥上做声音屏障，成功安装在某打靶练习场来降低噪音，成功安装在某高速公路上作吸音墙。

周教授说，按中南大学的泡沫铝制备方法，闭孔泡沫铝生产成本比传统生产方法可降低30-40%，生产开孔泡沫铝比传统方法的成品率提高15%左右。

第四，周教授介绍了中南大学研究泡沫铝研究的进度。他说，着手泡沫铝研究已进行了8年多，实验室工作已经做完。产业化问题不可能一蹴而就，需要一个认知和推介的过程。他建议，若上马这个项目，由小到大做起来比较合适。

第五，周教授提出两种合作方式：一是独家合作。该项目已经历8年多的实验研究工作，累计投资350多万元，而且是自筹资金搞起来的，独家合作可共同拥有这项技术，但条件是，要对他们的先期实验投入进行一定的补偿，然后再给他们一定数量的股份。二是一次性买断。他认为，第一种合作方式比较好一些，因为，他们可以随时提供技术支持。

他还说，他们的竞争对手是东北大学和东南大学，不过，这两所大学提供的技术都是传统的制备方法。

另外，周教授对羊老大集团拥有的矿产资源非常感兴趣，特别是锗的开采。因为，锗的目前价格是每吨200多万元。

他说，他下月要去美国参加一个学术会议，本月28前后，要去北京办理出国签证，希望我们在北京能进一步磋商。并说，届时，他将对我们新上铝加工项目提出自己的具体看法和建议。