Primjena metalne pjene

Općenito, mehanička svojstva metalne pjene smanjuju se s povećanjem poroznosti, a njezina električna vodljivost i toplinska vodljivost također se eksponencijalno smanjuju. Kada je metalna pjena pod pritiskom, zbog povećanog područja sile i učinka stvrdnjavanja naprezanja materijala uzrokovanog kolapsom pora, metalna pjena ima izvrsne karakteristike apsorpcije energije utjecaja.

Razni metali i legure mogu se koristiti za pripremu materijala od pjenastog metala, kao što su bronca, nikal, titan, aluminij, nehrđajući čelik itd. Zbog niske gustoće, visoke poroznosti i velike specifične površine metalne pjene, ima izvrsne karakteristike koje metal bez pjene nema: kao što su dobre performanse prigušenja, jaka propusnost tekućine, izvrsne akustične performanse i niska toplinska vodljivost i električna vodljivost itd. Kao nova vrsta funkcionalnog materijala, ima širok raspon primjena u elektronici, komunikacijama, kemijskoj industriji, metalurgiji, strojevima, građevinarstvu, transportu i zrakoplovnoj tehnologiji.

Elektrodni materijal

Brzim razvojem vrhunskih električnih uređaja (prijenosna računala, bežični telefoni itd.), Povećava se i potrošnja višekratnih punjivih baterija s velikim kapacitetom specifičnim za glasnoću i visokim specifičnim kapacitetom kvalitete. Metalne pjene s visokom poroznošću (>95%) nude mjesto za poboljšanje ovih svojstava baterije. Na primjer, kada se nikal pjena proizvedena elektrodepozicijom koristi kao elektrodni materijal za Ni-Cd baterijsku elektrodu, elektroda ima dobro odvajanje plina i tekućine, nizak prenapon, energetska učinkovitost može se povećati za 90%, kapacitet se može povećati za 40%, a brzo punjenje je moguće. , U industriji baterija, nikal-kadmijeve baterije, nikal-vodikove baterije i punjive alkalne baterije obično koriste nikal pjenu kao pozitivne i negativne ploče za povećanje kapaciteta, što je proboj u industriji baterija. Parametri performansi nikal pjene za baterijske elektrode detaljno su istraženi.

Katalizator

U kemijskim reakcijama, osobito u organskim kemijskim reakcijama, katalizatori često igraju vrlo važnu ulogu. Što je veća površina katalizatora, to bolje. Visoka poroznost čini da pjenasti metal ima veliku specifičnu površinu. U kemijskoj industriji nikal pjena se može izravno koristiti kao katalizator nikla. Ili se pjenasti nikal može pretvoriti u nosač katalizatora, a pjenasti metal visoke poroznosti kao potpora može katalizator učiniti visoko raspršenim i igrati veću ulogu, a njegova izvedba daleko je superiornija od one nosača keramičkog katalizatora.

Materijali za ublažavanje tlaka tekućine

Metalna pjena može se ugraditi u plinovode ili tekuće cjevovode. Kada tlak tekućine ili protok s jedne strane snažno variraju, metalni pjenasti materijal može apsorbirati dio kinetičke energije tekućine i usporiti prodiranje tekućine, tako da se tijelo metalne pjene može odvojiti. Fluktuacije s jedne strane uvelike su smanjene, a taj se učinak može koristiti za zaštitu preciznih instrumenata.

Mehanički vibracijski puferski materijal

Kada se metalna pjena postavi na spoj vibracijskog dijela, elastična deformacija poroznog pjenastog materijala može apsorbirati dio mehaničke udarne energije. Prema izvješćima, apsorpcija energije aluminijske pjene s omjerom gustoće od 0,05 do 0,15 iznosi 20 do 180 M J m, a snažna sposobnost apsorpcije energije omogućuje njezino korištenje u odbojniku automobila, pa čak i u stajnom trapu svemirske letjelice. Također se može koristiti kao Proizvodnja odbojnika za transportne sustave dizala, obloga koje apsorbiraju energiju za brušenje strojeva, deformabilnih materijala ispred i straga putničkih sjedala automobila kako bi se poboljšala sigurnost, a izvrsna svojstva prigušenja vibracija omogućuju i tehnologiju pjene za potporu raketnom i mlaznom motoru Materijal.

Materijal koji apsorbira zvuk

Budući da je zvučni val također svojevrsna vibracija, kada zvuk prolazi kroz metalnu pjenu, može se raspršiti i ometati materijal, a materijal apsorbira zvučnu energiju, pa se metalna pjena može koristiti i kao materijal koji apsorbira zvuk, odnosno materijal koji apsorbira zvuk. Ovaj materijal koji apsorbira zvuk pronalazi primjenu i u plinskim i u parnim cijevima.

Usporivač plamena, materijal otporan na eksploziju

Metalna pjena ima dobar prodor tekućine i može učinkovito spriječiti širenje plamena i ima određenu otpornost na vatru, pa se može smjestiti u cjevovod za transport zapaljive tekućine ili plina kako bi se spriječilo širenje plamena, jer je tekućina unutra Kada se brzina transporta poveća, može se zapaliti (brzina zvuka generirat će tlak od oko 150 × 105Pa kada je blizu granice eksplozije). Eksperiment pokazuje da: metalna pjena debljine 6 mm može spriječiti plamen spaljivanja ugljikovodika brzinom od 210 m s. Mehanizam djelovanja može se objasniti Kada visokotemperaturni plin ili čestice u plamenu prolaze kroz metalni pjenasti materijal, toplina se apsorbira i raspršuje zbog brze izmjene topline, tako da temperatura plina ili čestica padne ispod točke paljenja, pa se sprječava širenje plamena.

Materijal za hlađenje spontanog znoja

Čvrsta rashladna tekućina se topi i infiltrira u porozni kostur izrađen od metala otpornog na toplinu. Kada je podvrgnuta visokoj temperaturi, rashladno sredstvo unutar materijala će se rastopiti i ispariti i apsorbirati veliku količinu toplinske energije, tako da materijal može održavati plin rashladnog sredstva određeno vrijeme. Na razini temperature, tekućina za bijeg i plin formirat će tekući film ili plinski film na površini materijala, koji može izolirati materijal od vanjskog okruženja visoke temperature. Taj se proces može provesti dok se rashladno sredstvo ne iscrpi. Budući da je mehanizam hlađenja ekvivalentan samom materijalu "znoji se", pa se naziva samoprožimajući rashladni materijal.

Divergentni rashladni materijal

Divergentno hlađenje napredna je tehnologija hlađenja koja prisiljava plinoviti ili tekući medij za hlađenje da prođe kroz porozni materijal, tako da se na površini materijala uspostavlja kontinuirani i stabilan granični sloj plina s dobrim performansama toplinske izolacije kako bi se materijal izolirao od protoka topline. otvoren kako bi se dobio vrlo idealan učinak hlađenja. Uzmimo za primjer ploču ubrizgivača motora s tekućim vodikom i tekućim kisikom: nakon korištenja divergentnog hlađenja, jedna strana je vodik na -150 ° C, a druga strana je plin na 3500 ° C, a temperatura vruće površine materijala je samo 80-200 ° C. Između °C količina infiltracije poroznih materijala koji se upotrebljavaju za divergentno hlađenje mora biti točno kontrolirana unutar razumnog raspona, s ujednačenom ventilacijom, malim mučnim porama i glatkim protokom medija te mora ispunjavati osnovne zahtjeve kao konstrukcijski materijal otporan na toplinu. Čvrstoća, krutost i žilavost su dobri, a materijal s dobrim antioksidacijskim performansama odabran je kako bi se spriječila slučajna oksidacija i priključivanje.

Filtarski materijal

Metalna pjena priprema se u prikladan oblik, a može se koristiti kao filtarski materijal za filtriranje krutih tvari ili suspenzija iz tekućina (kao što su voda, otopine, benzin, ulja za podmazivanje, rashladna sredstva, polimerne taline). Najčešće korišteni materijali od pjenastog metala su brončani ili nehrđajući čelik. U vrlo korozivnim tekućinama koriste se plemeniti metali (npr. Au).