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第一节 金属装饰材料的种类与结构
一、种类
金属装饰材料有各种金属及合金制品如铜和铜合金制品、铝和铝合金制品、锌和锌合金制品、锡和锡合金制品等等，但应用最多的还是铝与铝合金以及钢材及其复合制品。
二、结构
金属装饰材料主要结构为各种板材，如花纹板、波纹板、压型板、冲孔板。其中波纹板可增加强度，降低板材厚度以节省材料，也有其特殊装饰风格。冲孔板主要为增加其吸声性能，大多用作吊顶材料。孔型有圆孔、方孔、长圆孔、长方孔、三角孔、菱形孔、大小组合孔等等。金属装饰箔是一种极薄的装饰材料。幅面常在100mm以下，常用于古建筑的装修。
第二节 铝及铝合金装饰板
铝作为化学元素，在地壳组成中占第三位，约占7。45％，仅次于氧和硅。随着炼铝技术的提高，铝及铝合金成为一种被广泛应用的金属材料。
一、铝的特性
铝属于有色金属中的轻金属，质轻，密度为2。7g/cm3，为钢的1/3，是各类轻结构的基本材料之一。铝的熔点低，为660℃。铝呈银白色，反射能力很强，因此常用来制造反射镜、冷气设备的屋顶等。铝有很好的导电性和导热性，仅次于铜，所以，铝也被广泛用来制造导电材料、导热材料和蒸煮器具等。
铝是活泼的金属元素，它和氧的亲和力很强，暴露在空气中，表面易生一层致密而坚固的氧化铝（Al2O3）薄膜，可以阻止铝继续氧化，从而起到保护作用，所以铝在大气中的耐腐蚀性较强。但氧化铝薄膜的厚度一般小于0。1μm，因而它的耐腐蚀性亦是有限的，如钝铝不能与盐酸、浓硫酸、氢氟酸、强碱及氯、溴、碘等接触，否则将会产生化学反应而被腐蚀。
铝具有良好的延展性，有良好的塑性，易加工成板、管、线及箔（厚度6——25μm）等。铝的强度和硬度较低，所以，常可用冷压法加工成制品。铝在低温环境中塑性、韧性和强度不下降，因此，铝常作为低温材料用于航空和航天工工程及制造冷冻食品的储运设备等。铝的力学性质见表11…1。
铝的纯度
状态
抗拉强度（Mpa）
条件屈服点δ0。2（Mpa）
伸长率（％）
硬度（H
高纯度
退火75％加工
48115
13105
505。5
1727
一般纯度
退火半硬硬
90120170
3590150
3595
233244
二、铝合金及其性质和应用
钝铝强度较低，为提高其实用价值，常在铝中加入适量的铜、镁、锰、硅、锌等元素组成铝合金，如Al…Cu系合金、Al…Cu…Mg系硬铝合金（杜拉铝）、Al…Zn…Mg…Cu系超硬铝合金（超杜拉铝）等。
（一）铝合金的一般性质
铝中有入合金元素后，其机械性能明显提高，并仍能保持铝质量轻的固有特性，使用也更加广泛，不仅用于建筑装修，还能用于建筑结构。铝合金装饰材料具有重量轻、不燃烧、耐腐蚀、经久耐用、不易生锈、施工方便、装饰华丽等优点。
铝合金与碳素钢相比较，显示出其所特有的良好性能，见表11…2。
性能
指标
密度ρ（g/cm3）
弹性模量E（Mpa）
屈服点δs（Mpa）
抗拉强度δb（Mpa）
比强度（δs/ρ）（Mpa）
（δb/ρ）（Mpa）
铝合金
2。7——2。9
63000——80000
210——500
380——550
73——190
140——220
碳素钢
7。8
210000——220000
210——600
320——800
27——77
41——98
（二）铝合金的应用
目前铝合金广泛用于建筑工程结构和建筑装饰，如屋架、屋面板、幕墙、门窗框、活动式隔墙、顶棚、暖气片、阳台和楼梯扶手以及其他室内装修及建筑五金等。如日本的高层建筑98％采用了铝合金门窗。美国已用铝合金制造了跨度为66m的飞机库，其全部建筑物的重量仅为钢结构的1/7。
我国航天工业部第四规划设计研究院在首都机场72m大跨度波音747飞机库设计中，采用彩色压型铝板作两端山墙，壮观美丽，效果显著。另外，在山西太原34m悬臂钢结构机库设计中，屋面与吊顶均采用压型铝板，吊顶上铺岩棉做保温层，降低了屋盖和下部承重结构的耗钢量。铝屋面本身荷载轻，耐久性也好。
经氧极氧化处理后的铝可以着色，做成装饰制品。近年来，日本制成铝…聚乙烯（Al…PE）复合板，可做建筑室内装饰材料。复合板的两面是0。1——0。3mm厚的铝板，中间的夹心材料主要采用中低压聚乙烯（高密度聚乙烯）。铝板的表面进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，这种复合板的特点是质量轻，有适当的刚性，能耐振和隔声。德国在工业建筑上使用两层铝板之间填充泡沫材料的保温板材，可以用螺栓固定，质量仅为8kg/m2，其构件长度可达15。4m。掺入有玻璃棉的沥青，外贴铝箔（厚度仅为0。05——0。08mm）而成的复合材料，用于防水屋面可使用平屋面完全不透水，且耐久性好，还可反射夏季日照的热量，对顶层房间具有良好的隔热效果，又能防止沥青受到热冲击作用。贴有铝箔的三聚氰胺，具有良好的耐久性和耐热性，可代替装饰用纸，它具有金属的外观，耐磨，不开裂。
三、铝质型材的加工与装饰加工
（一）型材加工
建筑铝质型材主要指铝合金型材，其加工方法可分为挤压法和轧制法两大类。在国内外生产中，绝大多数采用挤压方法，仅在批量较大，尺寸和表面要求较低的中、小规格的棒材和断面形状简单的型材时，才采用轧制方法。
挤压法有正挤压、反挤压、正反向联合挤压之分。铝合金型材主要采用正挤压法。它是将铝合金锭放入挤压筒中，在挤压轴的作用下，强行使金属通过挤压筒端部的模孔流出，得到与模孔尺寸形状相同的挤压制品。 挤压型材的生产工艺，常因材料的品种、规格、供应状态、质量要求、工艺方法及设备条件等因素而不同，应按具体条件综合选择与制定。一般的过程如下：铸淀→加热→挤压→型材空气或水淬火→张力矫直→锯切定尺→时效处理→型材。
（二）表面处理与装饰加工
1、阳极氧化处理。 阳极氧化处理的目的是使铝型材表面形成比自然氧化膜厚得多的人工氧化膜层，并进行“封孔”处理，使处理后型材表面显银白色，提高表硬度、耐磨性、耐蚀性等。同时，光滑、致密的膜层也为进一步着色创造了条件。 处理方法是将铝村徐为阳极，在酸溶液中，水电解时在阴极上放出氢气，在阳极上产生氧，该原生氧和铝阳极上形成的三价铝离子结合形成氧化铝膜层。Al2O3膜层本身是致密的，但在其结晶中存在缺陷，电解液中的正负离子会浸入皮膜，使氧化皮膜局部溶解，在型材表面上形成大量小孔，直流电得以通过，使氧化膜层继续向纵深发展。这样就使氧化膜在厚度增长的同时形成一种定向的针孔结构，断面呈六棱体蜂窝状态。
2、表面着色处理。 经中和水洗或阳极氧化后的铝型材，可以进行表面着色处理。着色方法有自然着色法、电解着色法、化学浸渍着色法、涂漆法等。常用的是自然着色法和电解着色法。前者是在进行阳极氧化的同时产生着色，后者在含金属的电解液中对氧化膜进一步进行电解，实际上就是电镀，是把金属盐溶液中的金属离子通过电解沉积到铝阳极氧化膜针孔底部，光线在这些金属离子上漫射，使氧化膜呈现颜色。
四、建筑装饰铝合金制品
建筑上常用的铝合金制品有铝合金门窗，铝合金装饰板，铝箔，铝粉以及铝合金吊顶龙骨等。另外，家具设备及各种室内装饰配件也大量采用铝合金。
（一）铝合金门窗
铝合金门窗是将已表面处理过的型材，经过下料、打孔、铣槽、攻丝、制配等加工工艺而制造的门窗框料构件，再加连接件，密封件，开闭五金件一起组合装配而成。门窗框料之间的连接采用直角榫头，不锈钢螺丝钉结合。现代建筑装修工程，尽管铝合金门窗比普通钢门窗的造价高3——4倍，但因其长期维修费用少，性能好，美观，节约能源等，所以，在国内外得到广泛应用。
1、铝合金门窗的特点
铝合金门窗与普通门窗相比，具有以下特点：
（1）质量轻。铝合金门窗用材省，质量轻，每平方米门窗耗用铝型材质量平均8——12kg，而每平方米钢门窗耗钢量平均达17——20kg。
（2）密封性好。气密性、水密性、隔声性均好。
（3）色泽美观。表面光洁，外观美丽。可着成银白色、古铜色、暗灰色、黑色等多种颜色。