夾心板

夾心板產品是由兩層成型金屬面板（或其他材料面板）和直接在面板中間發泡、熟化成型的高分子隔熱內芯組成。

基本介紹

• 中文名：夾芯板
• 外文名：sandwich board
• 套用領域：土木工程
• 別名：夾芯板
• 適用：飛機製造，家具部件，冰櫃殼體等
• 優點：強度大，成本低等

材料定義

用較高強度的表層材料與容重較輕、強度較小的芯材膠合而成的板材。又稱夾芯板。

使用材料

表層用材

表層用材常見的有膠合板、纖維板、塑膠板和金屬薄板。

芯材

芯材有輕木、橡膠、醋酸纖維、塑膠和經樹脂浸漬(或不經浸漬)的紙質或布質以及金屬的蜂窩結構材料。

優點

其主要優點是：

①板材的比強度高。

②芯材價廉而用量大，面材價高而用量少，所以生產這種產品成本較低。

③合理選用及搭配面、芯材，可以有效地達到預先設計的板材性能要求。

如選用金屬覆面以提高板材的耐火耐水性能，選用裝飾板或塑膠薄板為表層以提高其裝飾效果等。

發展歷程

該板材是美國在20世紀60年代後期研究成功的，當時主要用於飛機製造，以後逐步擴大到建築裝飾如隔板、門扇、地板，以及家具部件、冰櫃殼體等。隨後一些國家也相繼生產，因而其使用範圍日趨擴大，是一種重要的輕質高強度材料。中國使用最多的為紙質蜂窩結構夾心板，簡稱紙蜂窩板。

生產工藝

如圖1　

圖1 覆面紙蜂窩板生產工藝流程

芯材製備

芯材是具有一定大小的蜂窩狀孔格結構材料。通常將牛皮紙逐張用特製的塗膠設備單面滾塗膠料，相鄰層紙上塗膠部位錯開其距離為兩膠條間距的一半，塗膠線寬度為正六角形一邊的長度(圖2)。紙張疊合膠粘成垛，繼用鍘刀切成一定寬度(即蜂窩芯子的厚度)，然後加熱使膠液凝固，將兩端拉開，即成六角形蜂窩結構。如調整相鄰層牛皮紙的膠粘位置和寬度，亦可得到其他結構形狀(圖3)。為了提高紙質蜂窩結構的強度和耐水、耐腐性能，可將紙經酚醛樹脂處理，其用量為紙的15%，超過此量，經濟效益就差。

圖2 蜂窩結構夾心板剖面

圖3 幾種不同蜂窩結構示意

材料膠粘

表層材料根據產品需要選擇。活動房屋的牆板、屋面板和門扇常用纖維板;櫃櫥類家具則多用膠合板或單板。表層材料與芯材膠合時，一般在木框內放入芯子，木框的厚度與芯材厚度相同，芯材上下面各覆一塗膠錶板。所用膠種視表層材料而定，表層如為木質材料，則用脲醛膠、酚醛膠均可。然後熱壓，所用壓力不能過高，否則，芯材將壓縮變形或顯示在貼面上，通常為0.2～0.3兆帕。膠合後的蜂窩板經過齊邊、刨光、邊緣打孔(透氣)和表面處理後即為成品。

泡沫鋁夾心板

泡沫鋁夾心板具有泡沫鋁材料優異的性能 ，同時解決了單一泡沫鋁強度較低的缺點，是一種綜合性能優異的新型功能材料，在汽車製造、航空 、航天等領域具有廣闊的套用前景。目前，國內外泡沫鋁夾心板的製備主要採用膠粘與粉末冶金髮泡法，膠粘工藝生產的泡沫鋁夾心板耐高溫與耐腐蝕能力較差，產品的使用環境具有一定的局限性，而粉末冶金髮泡工藝是近年來研究較深入的泡沫鋁夾心板的主要製備方法。傳統的粉末冶金髮泡工藝中 ，板芯的結合主要依靠熱壓工藝完成 ，結合強度較低，芯層粉末緻密度不理想，並且受熱壓模具尺寸的限制，不能生產大規格的夾心板材料。

工藝影響

（1）軋制複合粉末冶金髮泡工藝可製備出高性能的泡沫鋁夾心板材料，軋制複合過程可使芯層粉末達到極高的緻密度，發泡後得到的夾心板具有良好的泡沫結構，板芯形成了理想的冶金結合。

（2）可發泡複合板適宜的發泡溫度為615 ～620℃，溫度過高會使芯層出現大尺寸連通孔等缺陷。

（3）發泡溫度為 620℃時，發泡時間 4 ～ 6min 是較最佳化的工藝條件，發泡時間過長會使泡沫層塌陷。

製備

金屬泡沫材料的製造工藝通常採用熔融法和粉末冶金方法。如果把金屬泡沫材料作為結構件來使用，就必須考慮到它們與其他材料的連線問題。連線緻密金屬的最普遍的方法是焊接。但對於金屬泡沫材料來說焊接存在很大困難，因為在焊接的過程中熔融的泡沫孔結構的凝固會使體積有所減小。在大多數的金屬蜂窩結構中使用粘結劑和焊料進行連線，在此種連線方法中，粘結劑的連線強度控制了整個蜂窩結構的力學性能，但粘結劑連線只適合於低溫套用，在高溫下就會出現老化的現象，給其套用帶來很大的障礙。

此種連線方法對泡沫鋁來說同樣具有這種缺點。此外，傳統的工藝方法幾乎都是先進行泡沫鋁裸板的製造，然後對面板與泡沫鋁進行連線，工藝比較繁瑣。

而粉末緻密化方法，將粉末置於待連線的兩金屬之間進行軋制連線然後直接在爐中進行發泡，這種方法既克服了粘結劑連線的缺點，達到了冶金結合的目的，又使工藝過程縮短，節約了能源。

(1)採用粉末與鋼板軋制工藝可以成功地製備出鋼面板泡沫鋁夾心結構，但在發泡過程中孔的合併及微孔的產生是影響孔結構的重要因素。

(2)鈦顆粒在孔壁上的富集對孔的穩定性起到一定的積極作用。

(3)凝固過程中孔壁上產生了彎曲和皺褶現象，所以對凝固過程的控制也是很重要的。

特性

1、質量輕，每平方米重量低於24kg,可以充分減少結構造價。

2、安裝快捷，自重輕，插接、安裝及可以隨意切割的特點，決定其安裝的簡便，可提高效益，節省工期。

3、防火，彩鋼複合加芯板的面質材料及保溫材料為非燃或難燃材料，能夠滿足防火規範要求。

4、耐火，經特殊塗層處理的彩色鋼板保新達10-15年，以後每隔十年噴塗防腐塗料，板材壽命達35年以上

5、美觀，壓型鋼板清晰的線條多達幾十種的顏色，可配合任何風格的建築物的需要

6、保溫隔熱 常用保溫材料有：岩棉，玻璃纖維棉，聚苯乙烯，聚氨酯等，導熱係數低，具有良好的保溫隔熱效果。

7、環保防噪聲，複合板隔音強度可達40-50分貝，是十分有效的隔音材料.

8、可塑性強，壓型鋼板可以任意切割,夠滿足特殊設計的需要.

9、高強度，採用高強度鋼板為基材，抗張拉強度5600(kg/cm2),再加上最先進的設計與輥壓成型，具有極佳的結構特性