アルミニウムフォームの製造方法

準備工程が異なるため、アルミフォーム密閉セルアルミニウムフォーム、半独立気泡アルミニウムフォームアルミニウムフォームは、気孔のつながり方によって、液相法、固相法、堆積法の3つに大別されます。

（１）液相法

液相法は、アルミニウムフォームのより成熟した製造方法であり、主にガスを吹き込むことを含む幅広い研究の可能性と応用の見通しを持っています。金属液体法、金属液体発泡剤法、精密鋳造法、浸透鋳造法などがある。

ガス吹き込み金属液体法：溶融金属アルミニウム溶融物に増粘剤粒子を添加して溶融物の粘度を向上させます。一般的に使用される増粘剤には、炭化ケイ素、アルミナ、酸化マグネシウムなどがあります。その後、溶融金属を空気、窒素、水素、またはこれらのガスの混合物に吹き込み、絶えず攪拌します。図1に示すように、冷却後に多孔度が80％〜97.5％の発泡アルミニウムの溶融金属が得られます。

図1 ガス注入法で製造されたアルミニウムフォームのマクロ形態

（2）金属液状発泡剤法：溶融アルミニウムに発泡剤を加え、加熱により発泡剤が分解してガスを放出し、ガスの熱膨張により溶融金属が泡状になり、冷却後に91％～93％の気孔率の発泡アルミニウムが得られる。アルミフォームTiH2、ZrH2、CaH2など。

（３）溶融鋳型鋳造法：流動性の耐火物を用いてスポンジ状の発泡体の気孔を充填し、耐火物を硬化させ、加熱して塑性ガス化させて鋳物のスポンジ状の気孔構造を得、この鋳物に溶融アルミニウムを流し込み、冷却固化させて耐火物を除去すると、気孔率80％～97％の発泡アルミニウムが得られる。

（4）浸透鋳造法：高温の液体アルミニウムを一定の圧力下で充填材の隙間に浸透させて金属充填材の複合材を得、その後浸漬や超音波振動などの方法を使用して充填材を除去し、70％程度の多孔度を得る。発泡アルミニウム一般的に使用される充填材としては、可溶性塩、不溶性多孔質セラミックボール、中空コランダムボール、発泡カーボンなどがあります。この方法は、加圧パーコレーション鋳造法と負圧パーコレーション鋳造法の2種類に分けられます。

2. 固相法

（1）粉末冶金法：粉末冶金法は、アルミニウム粉末と発泡剤（一般的にはTiH2）を一定の割合で混合し、適切な圧力で予備成形体を調製し、その後、加圧成形された予備成形体を圧延、鍛造などの更なる加工を施した後、この半製品を所定の鋼製金型に入れ、一定の温度に加熱することで発泡剤が分解して気泡を形成し、発泡アルミニウムを得る方法です。この方法はより複雑ですが、製品品質が高く、性能が安定しているため、急速に発展しています。ただし、原材料費が高いため、連続生産は困難です。

（2）粉末含浸スラリー法：一定の粘度のアルミニウム粉末スラリーを構成し、多孔質ポリマー発泡材料をこのスラリーに浸漬し、粉末をポリマー発泡材料の細孔壁に堆積させ、その後乾燥処理し、加熱してポリマー発泡材料を熱分解させ、スポンジ状材料が分解過程で一時的な支持役割を果たし、最終的にアルミニウム粉末を焼結させ、その後冷却して70％～90％の多孔度を得る。 アルミフォーム。

（3）ボール材添加法：ボール材または中空ボール材をアルミニウム溶融物に添加し、攪拌することで、ボール材がアルミニウム溶融物中に均一に分散するようにする。攪拌を続けながら冷却し、十分な粘度に達した後、型に注入して金属ボール材複合材料を得る。添加したボール材が可溶性物質である場合は、浸漬洗浄法を用いてボール材を溶解し、貫通孔型発泡アルミニウムを得ることができる。

3. 電着法

フォームを導電処理して陰極材とし、工業用純アルミニウム板を陽極材とし、アルキルアルミニウム溶液でめっきし、アルミニウムをフォームの表面に析出させ、一定温度で乾燥焼結後、フォームの熱分解を行い、アルミフォームこの方法は複雑で変数の調整が必要ですが、発泡構造はより均一になります。電着法で作製されたアルミニウム発泡体の構造を図2に示します。

図2 電気めっき法で作製したアルミニウムフォームのマクロ形態