Aplicació d'escuma metàl·lica

En general, les propietats mecàniques de l'escuma metàl·lica disminueixen amb l'augment de la porositat, i la seva conductivitat elèctrica i conductivitat tèrmica també disminueixen de manera exponencial. Quan l'escuma metàl·lica està sota pressió, a causa de l'augment de l'àrea de força i l'efecte d'enduriment de la tensió del material causat pel col·lapse dels porus, l'escuma metàl·lica té excel·lents característiques d'absorció d'energia d'impacte.

Es poden utilitzar diversos metalls i aliatges per preparar materials metàl·lics d'escuma, com ara bronze, níquel, titani, alumini, acer inoxidable, etc. A causa de la baixa densitat, l'alta porositat i la gran superfície específica de l'escuma metàl·lica, té excel·lents característiques que no té el metall sense escuma: com ara un bon rendiment d'amortiment, una forta permeabilitat dels fluids, un excel·lent rendiment acústic i una baixa conductivitat tèrmica i conductivitat elèctrica, etc. Com a nou tipus de material funcional, té una àmplia gamma d'usos en electrònica, comunicacions, indústria química, metal·lúrgia, maquinària, construcció, transport i tecnologia aeroespacial.

Material de l'elèctrode

With the rapid development of high-end electrical appliances (portable computers, cordless phones, etc.), the consumption of reusable rechargeable batteries with high volume specific capacity and high quality specific capacity is also increasing. Metal foams with high porosity (>95 per cent ) ofereixen un lloc per millorar aquestes propietats de la bateria. Per exemple, quan s'utilitza l'escuma de níquel produïda per electrodeposició com a material d'elèctrode per a l'elèctrode de la bateria Ni-Cd, l'elèctrode té una bona separació gas-líquid, baixa sobretensió, l'eficiència energètica es pot augmentar en un 90 per cent, la capacitat es pot augmentar en un 40 per cent, i la càrrega ràpida és possible. , A la indústria de les bateries, les bateries de níquel-cadmi, les bateries de níquel-hidrogen i les bateries alcalines recarregables solen utilitzar escuma de níquel com a plaques positives i negatives per augmentar la capacitat, la qual cosa és un avenç en la indústria de les bateries. S'han estudiat en profunditat els paràmetres de rendiment de l'escuma de níquel per als elèctrodes de la bateria.

Catalitzador

En les reaccions químiques, especialment en les reaccions químiques orgàniques, els catalitzadors sovint tenen un paper molt important. Com més gran sigui la superfície del catalitzador, millor. L'alta porositat fa que l'escuma metàl·lica tingui una gran superfície específica. A la indústria química, l'escuma de níquel es pot utilitzar directament com a catalitzador de níquel. O el níquel escumat es pot convertir en un portador de catalitzador, i l'escuma metàl·lica d'alta porositat com a suport pot fer que el catalitzador estigui molt dispers i tingui un paper més gran, i el seu rendiment és molt superior al del portador de catalitzador ceràmic.

Materials d'amortiment de pressió de fluids

L'escuma metàl·lica es pot instal·lar en canonades de gas o líquid. Quan la pressió o el cabal del fluid d'un costat fluctua fortament, el material d'escuma metàl·lica pot absorbir part de l'energia cinètica del fluid i retardar la penetració del fluid, de manera que el cos d'escuma metàl·lica es pot separar. Les fluctuacions d'un costat es redueixen molt, i aquest efecte es pot utilitzar per protegir instruments de precisió.

Material amortidor de vibracions mecàniques

Quan l'escuma metàl·lica es col·loca a l'articulació de la part de vibració, la deformació elàstica del material d'escuma porosa pot absorbir una part de l'energia d'impacte mecànic. Segons els informes, l'absorció d'energia de l'escuma d'alumini amb una relació de densitat de {{0}},05 a 0,15 és de 20 a 180 MJ m, i la forta capacitat d'absorció d'energia permet utilitzar-la al para-xocs. del cotxe i fins i tot el tren d'aterratge de la nau espacial. També es pot utilitzar com a fabricació de para-xocs per a sistemes de transport d'ascensors, revestiments absorbents d'energia per a rectificadores, materials deformables a la part davantera i posterior dels seients dels passatgers per millorar la seguretat, i les excel·lents propietats d'amortiment de vibracions també fan possible la tecnologia d'escuma per a coets i Material de suport del motor a reacció.

Material fonoabsorbent

Com que l'ona sonora també és una mena de vibració, quan el so passa per l'escuma metàl·lica, es pot dispersar i interferir en el material, i l'energia sonora és absorbida pel material, de manera que l'escuma metàl·lica també es pot utilitzar com a so. material absorbent, és a dir, un material que absorbeix el so. Aquest material fonoabsorbent troba aplicació tant en canonades de gas com de vapor.

Material ignífug i a prova d'explosió

L'escuma metàl·lica té una bona penetració de fluids i pot prevenir eficaçment la propagació de la flama i té una certa resistència al foc, de manera que es pot col·locar a la canonada per transportar líquids o gasos inflamables per evitar la propagació de la flama, ja que el fluid es troba quan es transporta. augmenta la velocitat, pot incendiar-se (la velocitat del so generarà una pressió d'uns 150 × 105 Pa quan estigui a prop del límit d'explosió). L'experiment mostra que: l'escuma metàl·lica de 6 mm de gruix pot evitar que la flama d'hidrocarburs es cremi a una velocitat de 210 m seg. El mecanisme d'acció es pot explicar Quan el gas o les partícules d'alta temperatura de la flama travessen el material d'escuma metàl·lica, la calor s'absorbeix i es dissipa a causa del ràpid intercanvi de calor, de manera que la temperatura del gas o partícules cau per sota de la ignició. punt, de manera que s'evita la propagació de la flama.

Material de refrigeració per transpiració espontània

El refrigerant sòlid es fon i s'infiltra a l'esquelet porós fet de metall resistent a la calor. Quan se sotmet a alta temperatura, el refrigerant dins del material es fon i vaporitza i absorbeix una gran quantitat d'energia tèrmica, de manera que el material pot mantenir el gas refrigerant durant un període de temps determinat. A nivell de temperatura, el líquid i el gas que escapen formaran una pel·lícula líquida o una pel·lícula de gas a la superfície del material, que pot aïllar el material de l'entorn extern d'alta temperatura. Aquest procés es pot dur a terme fins que s'esgoti el refrigerant. Atès que el mecanisme de refrigeració és equivalent a El propi material "sua", per la qual cosa s'anomena material de refrigeració auto-transpirant.

Material de refrigeració divergent

El refredament divergent és una tecnologia de refrigeració avançada que obliga un medi de refrigeració gasós o líquid a passar per un material porós, de manera que s'estableix una capa límit de gas contínua i estable amb un bon rendiment d'aïllament tèrmic a la superfície del material per aïllar el material de la calor. fluir. obert per obtenir un efecte de refredament molt ideal. Preneu com a exemple el panell d'injecció de la cambra d'empenta del motor d'hidrogen líquid-oxigen líquid: després d'utilitzar un refredament divergent, un costat és hidrogen a -150 graus i l'altre costat és gas a 3500 graus i la temperatura de la superfície calenta. del material és només 80-200 grau . Entre graus, la quantitat d'infiltració de materials porosos utilitzats per a la refrigeració divergent s'ha de controlar amb precisió dins d'un rang raonable, amb una ventilació uniforme, petits porus tortuosos i un flux suau de mitjans, i ha de complir els requisits bàsics com a material estructural a prova de calor. . La força, la rigidesa i la duresa són bones, i el material amb un bon rendiment anti-oxidació es selecciona per evitar l'oxidació i l'obturació accidentals.

Material filtrant

L'escuma metàl·lica es prepara en una forma adequada i es pot utilitzar com a material de filtre per filtrar sòlids o suspensions de fluids (com ara aigua, solucions, gasolina, olis lubricants, refrigerants, polímers fosos). Els materials metàl·lics d'escuma utilitzats habitualment són el bronze o l'acer inoxidable. En fluids molt corrosius s'utilitzen metalls preciosos (p. ex. Au).