Mètode de preparació i aplicació d'escuma metàl·lica porosa

L'escuma metàl·lica porosa és un material funcional desenvolupat en les últimes dècades. El seu concepte i classificació no són uniformes en el món acadèmic, però bàsicament hi ha les definicions següents: L'escuma metàl·lica porosa és una matriu metàl·lica que conté una determinada quantitat i una determinada mida. Un material metàl·lic amb una mida de porus i una certa porositat. L'escuma metàl·lica porosa va ser produïda per primera vegada per SoSnik als Estats Units l'any 1948 vaporitzant mercuri en alumini fos, cosa que va fer que la comprensió de la gent dels metalls hagués sofert un canvi important. S'expandeix, trencant així el concepte tradicional que els metalls només tenen estructures denses. El material metàl·lic d'escuma porosa és en realitat un material compost de metall i gas. És precisament a causa d'aquesta estructura especial que té característiques metàl·liques i característiques de bombolla, com ara una densitat petita, una gran superfície, una bona absorció d'energia i una baixa conductivitat tèrmica. (cos de forat-tancat), gran capacitat d'intercanvi de calor i dissipació de calor (a través del-cos de forat), bona absorció de so (a través del-cos de forat), excel·lent permeabilitat (a través de{{4} }}cos del forat), bona absorció d'ones electromagnètiques (a través del-cos del forat), resistència a la flama, resistència Refractari tèrmic, resistència al xoc tèrmic, sensibilitat als gasos (alguns metalls porosos són molt sensibles a certs gasos), regenerable, bona treballabilitat , etc. Per tant, com a nou tipus de material funcional, té un ampli ventall d'usos en electrònica, comunicacions, indústria química, metal·lúrgia, maquinària, construcció, transport i fins i tot tecnologia aeroespacial.

1. Mètode de preparació d'escuma metàl·lica porosa

1.1 Processos basats en fuses metàl·liques

1.1.1 Procés d'escuma per bufat d'aire

Primer s'afegeix SiC al metall fos. Al2O3, etc. per augmentar la viscositat del metall fos" i després utilitzar un broquet giratori especial per bufar gas (com aire. Argó. Nitrogen) a la fosa [4! 5]) Actualment, Hydro Aluminium a Noruega i Cymat Aluminium al Canadà Aquest mètode s'utilitza per produir alumini escumat "com ara l'aliatge d'alumini fos AlSi10Mg (A359) o l'aliatge d'alumini deformat 1060" 3003 "6016" 6061, etc.) L'alumini produït pot ser arbitràriament llarg en principi" i l'amplada és la mateixa que la del recipient d'alumini líquid) La porositat de l'escuma d'alumini preparada per aquest mètode és del 80% ~ 98%", la densitat és de 0,069 ~ 0,54 g/cm3 " , la mida mitjana dels porus és de 3 ~ 25 mm ", i el gruix de la paret és de 50 ~ 85! m) L'avantatge del procés d'escuma directa és que pot la producció contínua de grans blocs. Escuma metàl·lica de baixa densitat) En comparació amb altres mètodes " Aquest mètode té el cost més baix) Cymat pot produir alumini 1.000 kg/h" Longitud 1,5 m" Gruix 2,5 ~ 15 cm) Escuma d'alumini produïda per Hydr o Amplada de la làmina 70 cm" Gruix 8~12 cm" Longitud 2 m" La productivitat és de 500~600 kg/h) L'inconvenient d'aquest procés és que s'ha de tallar en l'ús final "donant com a resultat porus exposats" i processament a causa de l'ús de partícules de reforç "dificultat).

1.1.2 Mètode d'addició d'agent espumant

Una altra manera d'escumar directament la fosa és afegir un agent d'expansió a la fosa) L'agent d'expansió es descompon sota l'acció de la calor i allibera gas" per escumar la fosa metàl·lica [6! 7]) El mètode l'any 1986 desenvolupat per Shinco Wire del Japó empresa "producció diària de fins a 1 00{{20}} kg d'escuma d'alumini) En aquest mètode "primer afegiu Ca" i després remeneu per augmentar la viscositat" Això és degut a que Es forma CaO a la fosa. CaAl2O4 o Al4Ca) i després afegeix TiH2" pot alliberar hidrogen a la massa fosa) La fosa aviat comença a expandir-se lentament "després del refredament, forma escuma sòlida d'alumini) L'escuma d'alumini produïda per aquest mètode" és una de les escumes d'alumini més disponibles. La porositat més uniforme) En alguna literatura "ZrH2 també s'utilitza per produir escuma d'alumini" La temperatura d'escuma es controla a 670~7056" i la quantitat d'addició és del 0,5 per cent ~ 0,6 per cent) La mida de l'escuma d'alumini bloc produït per Shinco Wire Company [8] 2050 mm!! 650 mm!! 450 mm" El pes és d'uns 160 kg" Inclou la densitat total de la closca és de 0,27 g/cm3) Després de tallar la vora "La densitat és generalment de 0,18 ~ 0,24 g/cm3 "La mida mitjana dels porus és de 2 ~ 10 mm) hi ha un gradient de densitat en les direccions horitzontal i vertical" i la densitat és més baixa al centre de la part superior) S'informa que aquesta escuma d'alumini és més cara) Per tant, També s'han proposat alguns altres mètodes" per aconseguir una producció i producció contínua de formes complexes. Peces metàl·liques escumades) Ús d'un procés similar "es pot afegir pols de tungstè i un agent de bufat al ferro fos" per produir ferro escumat) A més d'utilitzar Ca per ajustar les propietats de fusió, "També es pot bufar oxigen a la fusió. L'aire o altres gasos per augmentar la viscositat" també es pot afegir Al2O3 en pols. MnO2 i SiC, etc.) Per tal de superar els problemes causats per l'addició de vapors metàl·lics a la massa fosa, la velocitat de descomposició és massa ràpida ("És possible per preparar primer escuma que contingui sense descompondre El compost eutèctic de baix punt de fusió de l'agent "com la preforma Al-Mg" i després la preforma s'afegeix a l'aliatge d'alt punt de fusió per al procés d'escuma) A més, "l'espuma L'agent també pot ser lleugerament superior a la temperatura de sòlid. Per sota de la temperatura de descomposició, el metall fos s'afegeix quan s'"agita i solidifica) i el compost s'escalfa per sobre de la temperatura de descomposició de l'agent d'expansió) de manera que es duu a terme el procés d'escuma real. sortir a la segona etapa)

1.2.3 Mètode de solidificació eutèctica de gas-sòlid

El metal·lúrgic ucraïnès Shapovalov et al. va desenvolupar un nou mètode per a la preparació de metalls porosos mitjançant transformació eutèctica de gasos sòlids{{{0}}[9]) Determinats metalls líquids poden formar sistemes eutèctics amb hidrogen) Fons de metalls en un hidrogen d'-alta pressió entorn" es pot obtenir Fons metàl·lics que contenen hidrogen. Quan la temperatura es redueix, "la fosa eventualment patirà una reacció eutèctica" formant un sistema sòlid-gas{-bifàsic. Si la composició del sistema és prou a prop de la composició eutèctica, la separació del gas sòlid-es produirà a la mateixa temperatura de reacció. Quan la velocitat de solidificació està entre 0,05 i 5 mm/s, "el contingut d'hidrogen del front de solidificació augmenta" per formar bombolles. Els paràmetres del procés "s'han de controlar estretament" per evitar que les bombolles s'escapin de la fase líquida. La forma dels porus resultant depèn principalment del contingut d'hidrogen, la pressió a la qual està sotmesa la massa fosa, la direcció i la velocitat de dissipació de calor i la substància química. composició de la fondre. Normalment, es formen porus grans allargats al llarg de la direcció de solidificació, "mida de porus 10! m ~ 10 mm" longitud de porus 100 mm ~ 300 mm" proporció d'aspecte 1 ~ 300 "porositat 5 per cent ~ 75 per cent. Aquest mètode s'anomena GASAR" que és l'acrònim rus de Gas Augmentation. El mètode s'ha utilitzat per produir níquel porós, coure, alumini, etc. A més d'això" el procés també es pot utilitzar per produir acer porós, cobalt, crom , molibdè i fins i tot ceràmica. Tanmateix, la uniformitat de l'estructura porosa preparada per aquest mètode és de vegades insatisfactòria i s'ha de millorar encara més.

1.1.4 Mètode de colada per filtració

Els metalls porosos també es poden obtenir injectant metall líquid als buits formats per partícules inorgàniques o orgàniques o esferes buides. Després de la colada, "les partícules poden romandre en el metall" formant les anomenades-estructures compostes, també en dissolvents, àcids o bé Eliminació de partícules per tractament tèrmic Vermiculita, esferes d'argila refractària, sals solubles, argila expandida solta, Les partícules de sorra, les esferes de vidre escumat i les esferes buides d'alúmina es poden utilitzar com a farcits inorgànics que poden formar buits. Si la velocitat de solidificació de la massa fosa és prou ràpida, les esferes de plàstic també poden actuar com a material de suport per a la formació de buits. Amb aquest mètode es poden produir metalls porosos amb una estructura de cèl·lules obertes. L'avantatge del mètode de fosa per percolació és que la distribució de la mida dels porus es pot controlar amb precisió ajustant la mida de les partícules de farciment. "Però la porositat és inferior al 80 per cent. La mida dels porus i la seva distribució obtinguda en la tècnica d'escuma no són controlables" i

La porositat pot arribar al 98 per cent. Les peces fetes de material porós amb aquesta estructura de cel·les obertes-es poden muntar a la sortida d'aire d'un dispositiu pneumàtic per reduir la vibració.

1.1.5 Mètode de colada d'inversió

El principi del mètode és infiltrar el material refractari fluid a l'esponja d'escuma, després -assecar, endurir i coure a l'aire per descompondre l'esponja d'escuma per formar una forma prefabricada amb una xarxa-tridimensional. esquelet, aboqueu metall líquid a la forma prefabricada i traieu el material refractari després de la solidificació. Es pot obtenir una escuma metàl·lica amb una estructura de xarxa-tridimensional. Actualment, tant el Japó com el nostre institut han preparat amb èxit mostres d'escuma d'alumini mitjançant aquest mètode. La mostra preparada per aquest mètode té l'herència del material original, els porus estan connectats tridimensionalment-, l'estructura és uniforme i no està limitada pel material, la forma i la mida, i pot proporcionar-se a través de- escuma metàl·lica de forats per a diversos propòsits. El desavantatge és que l'esquelet metàl·lic La resistència és baixa i el procés és més complicat. A més dels processos de preparació-esmentats anteriorment, hi ha diversos altres mètodes, com ara: mètode d'addició de bola buida, mètode de sinterització de pols soltes, mètode de metal·lúrgia de fibres, etc. Amb la investigació contínua-en profunditat sobre materials metàl·lics porosos, molts països han proposat diversos mètodes de preparació. A la patent dels EUA s'informa que l'empresa nord-americana ERG ha desenvolupat un procés de preparació anomenat "Duocel". Mètode per preparar directament escuma d'alumini a partir de la fosa d'alumini sobreescalfada en un entorn al buit. L'alumini espumat produït per aquest mètode té una densitat baixa però una gran resistència. L'empresa canadenca d'alumini ha desenvolupat un procés de preparació únic: l'aire passa al metall fos en solidificació i el gas es condensa en una escuma després de la descàrrega del gas. Aquest mètode pot produir grans materials d'escuma metàl·lica i la densitat del material resultant és petita. Sanders Jr. va dissenyar un procés de producció d'escuma d'alumini anomenat bombolla d'alumini esfèrica buida de broquet de -eix, que és especialment adequat per a la preparació d'escuma d'aliatge eutèctic Al-Si.

1.2 Procés de preparació-en pols

1.2.1 Pulvimetal·lúrgia

La pulvimetal·lúrgia també és un mètode comú per a la fabricació de metall escumat, que té una àmplia gamma d'aplicacions. Molts metalls (com l'alumini, estany, ferro, or, zinc, plom, etc.) i els seus aliatges es poden espumar mitjançant aquest mètode. En primer lloc, el procés barreja la pols metàl·lica amb una quantitat adequada d'agent d'escuma uniformement, i després processa la pols barrejada en un pre-producte dens mitjançant extrusió, premsat en calent o laminació, i després escalfa el pre- producte a les proximitats del punt de fusió de la pols barrejada per fer l'agent espumant. La descomposició produeix gas i es pot obtenir escuma metàl·lica de cèl·lules tancades-després del refredament.

En comparació amb el mètode d'escuma de fusió, el mètode de metal·lúrgia en pols és més fàcil d'operar i controlar; seleccionant raonablement el temps d'escuma i la temperatura d'escuma, es pot obtenir escuma metàl·lica amb diferents valors de densitat. Tanmateix, el cost de producció de la pulvimetal·lúrgia és superior al de l'escuma fosa i és difícil preparar components de gran-volum.

1.2.2 Mètode d'escuma per injecció de gas

El mètode d'escuma d'injecció de gas, que és similar al mètode d'escuma de l'agent de bufat de fusió, és actualment el mètode més barat per produir escumes metàl·liques poroses. El mètode és bufar gas directament a la fosa de metall fos per escumar la fosa metàl·lica, i el gas utilitzat per a l'escuma pot ser oxigen, argó, aire, vapor d'aigua, diòxid de carboni i similars. Igual que el mètode d'escuma de l'agent d'escuma fosa, hi ha problemes com ara la dificultat per controlar la mida dels porus i la seva distribució a la matriu metàl·lica. La tecnologia clau és fer que el metall fos tingui una viscositat adequada. En general, s'utilitzen mesures com l'addició de calci i carbur de silici en pols per augmentar la viscositat del metall fos. La composició del metall ha d'assegurar un rang de temperatura d'escuma prou ampli, de manera que les cèl·lules d'escuma formades tinguin una uniformitat i estabilitat suficients per garantir que l'escuma no es trenqui durant el procés de recollida i modelat posterior. El major avantatge d'aquest mètode és el seu baix cost i la seva fàcil producció en massa industrialitzada

1.2.3 Mètode de sinterització

És a dir, a una temperatura més alta, el material produeix una fase líquida inicial. Sota l'acció de la tensió superficial i el fenomen capil·lar, les partícules de material es posen en contacte i interaccionen entre si. Després del refredament, el material es consolida i es converteix en un metall d'escuma. Aglutinant, però l'aglutinant s'ha d'eliminar durant la sinterització. Per millorar la porositat de l'escuma metàl·lica, es poden utilitzar farcits. Els farcits també han de sublimar, dissoldre's o descompondre's. El clorur d'amoni i la metil cel·lulosa es poden utilitzar com a agent de farciment. Quan es prepara escuma metàl·lica d'alta-porositat, es pot utilitzar el mètode de sinterització amb suports orgànics. En primer lloc, l'esponja natural o l'esponja artificial es talla amb la forma necessària, de manera que pugui absorbir completament el purí que conté pols metàl·lic i, a continuació, s'escalfa per descompondre l'esponja després de l'assecat. , Continueu escalfant per descompondre el compost organometàl·lic i sinteritzar el material. Després del refredament, es pot obtenir un metall espumat amb alta porositat. Aquest mètode també utilitza fibres metàl·liques en lloc de partícules de pols per fabricar metalls porosos. La permeabilitat dels metalls porosos preparats per aquest mètode és desenes de vegades superior a la que s'obté amb els mètodes en pols. A més, també té una alta resistència mecànica, resistència a la corrosió i estabilitat tèrmica.

1.3 Procés de preparació basat en tecnologia de deposició

1.3.1 Mètode d'electrodeposició

Un mètode per utilitzar la matèria orgànica escumada de l'especificació i la forma requerides com a matriu, volatilitzar el metall líquid en vapor metàl·lic i dipositar-lo sobre la matèria orgànica escumada al buit, eliminar la matriu de matèria orgànica després del refredament i sinteritzar per obtenir un material metàl·lic escumat. . L'avantatge d'aquest mètode és que la preparació és bona, la porositat és alta i la mida dels porus és regular; el desavantatge és que la inversió és gran, el cost de producció és alt i les condicions de funcionament són estrictes. Aquest mètode s'aplica principalment a la preparació de materials d'elèctrodes.

1.3.2 Mètode de deposició de vapor

La matèria orgànica d'escuma no conductora -s'utilitza com a matriu, i primer s'endureix, és a dir, la matèria orgànica es corroeix amb un oxidant fort en condicions àcides, de manera que la superfície es mulla fàcilment per l'aigua i produeix micro-marques. Després de la rugositat, es realitza la sensibilització, és a dir, una capa d'ions metàl·lics amb propietats reductores s'adsorbeix a la superfície de l'escuma orgànica. L'activació es duu a terme després de la sensibilització, és a dir, una altra capa d'ions metàl·lics amb propietats catalitzadores s'adsorbeix a la superfície de l'escuma orgànica i després es col·loca en una solució de revestiment per a un revestiment sense electros per obtenir una capa metàl·lica uniforme que s'uneix de manera conductora a la superfície de la matèria orgànica. Els orgànics xapats sense electros són finalment galvanitzats per obtenir el tipus de metall i el gruix desitjats. El tractament a alta-temperatura descompon la matèria orgànica per obtenir un material metàl·lic espumat. Els avantatges d'aquest mètode són l'alta porositat i la mida regular dels porus; els desavantatges són un funcionament problemàtic, una gran inversió i un alt cost de producció. Aquest mètode és adequat principalment per a la preparació d'escuma de níquel, alumini, coure, plata, etc.

2. Característiques de rendiment i aplicacions de l'escuma metàl·lica porosa

Des dels seus inicis, el material d'escuma metàl·lica porosa té les característiques de pes lleuger i alta resistència específica com a material estructural; com a material funcional, té les característiques de porositat, reducció de vibracions, amortiment, absorció acústica, aïllament acústic, dissipació de calor, absorció d'energia d'impacte, blindatge electromagnètic, etc. Per tant, s'ha utilitzat cada cop més en camps industrials generals i camps-d'alta tecnologia a casa i a l'estranger. Les aplicacions específiques són les següents: Utilitzeu les seves propietats de reducció i amortiment de vibracions per fer amortidors i amortidors de vibracions, com ara el tren d'aterratge de naus espacials, coixinets de seguretat de transmissió d'ascensors, diverses caixes d'embalatge, especialment caixes d'embalatge de transport aeri, llit de màquina, base, xoc. absorbidor, etc. Anell amortidor per a vibracions i sorolls del pinyó, revestiment-absorbent d'energia de la rectificadora-d'alta velocitat, aquesta aplicació també es pot considerar com l'aplicació d'absorció de so-i so{ {4}}propietats aïllants de l'escuma metàl·lica porosa; S'ha utilitzat per a la fabricació d'estructures com panells d'insonorització, carcasses per a instruments electrònics i sales de blindatge elèctric en la indústria de la construcció; la seva porositat s'ha utilitzat en filtres químics, gasificadors per a la purificació d'aigua i coixinets-impregnats d'oli per a l'aprovisionament automàtic, decoracions perfumades, etc.; utilitzant el seu pes lleuger i les seves característiques d'alta resistència específica, s'utilitza per fer flotadors d'aigua, equipaments esportius (com ara trineus, etc.) i les parts corresponents de vehicles aeroespacials. Segons la informació rellevant, l'ús de materials d'escuma metàl·lica porosa per fabricar avions no només té els avantatges de reduir el pes i estalviar energia, sinó que també té l'avantatge que quan l'estació espacial acaba la seva missió, pot tornar a -entrar. l'atmosfera i es cremen ràpidament i completament a l'atmosfera. Es pot convertir en gas per reduir els residus espacials; utilitzant el seu rendiment de dissipació de calor, s'ha utilitzat per fer radiadors; utilitzant el seu rendiment d'absorció de cops, reducció de vibracions i amortiment,

S'ha utilitzat per fabricar peces d'impacte per als costats i davanters d'automòbils, trens i materials de protecció contra impactes per a vehicles blindats militars.

2.1 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 ratio and high quality specific capacity is also increasing. Porous metal foams with high porosity (>95 per cent) ofereixen l'oportunitat de millorar aquestes propietats de la bateria. Per exemple, quan s'utilitza escuma de níquel com a material d'elèctrode per a l'elèctrode de la bateria Ni-Cd, la separació de gas-líquid de l'elèctrode és bona, la sobretensió és baixa, l'eficiència energètica pot ser augmentat en un 90 per cent, la capacitat es pot augmentar en un 40 per cent i es pot carregar ràpidament. Les bateries de cadmi, les bateries de níquel-hidrur metàl·lic 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 a la indústria de les bateries.

2.2 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, i l'alta porositat fa que l'escuma metàl·lica porosa tingui una gran superfície específica. A la indústria química, l'escuma de níquel es pot utilitzar directament com a catalitzador de níquel, o l'escuma de níquel es pot convertir en un portador de catalitzador. L'escuma metàl·lica porosa amb 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 dels suports del catalitzador ceràmic.

2.3 Material amortidor de pressió del fluid

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

2.4 Material amortidor de vibracions mecàniques

Quan l'escuma metàl·lica porosa es col·loca a la unió de la part de vibració, una part de l'energia d'impacte mecànica es pot absorbir per la deformació elàstica del material d'escuma porosa. Segons els informes, l'absorció d'energia de l'escuma d'alumini amb una relació de densitat de {{0}},05 a 0,15 g/cm3 és de 20 a 180 MJ/m3. La gran capacitat d'absorció d'energia permet utilitzar-la al para-xocs del cotxe i fins i tot al tren d'aterratge de la nau espacial. També es pot utilitzar com a amortidor en la fabricació de sistemes de transport d'ascensors, revestiments-absorbents d'energia en maquinària de rectificat, materials deformables a la part davantera i posterior dels seients dels passatgers dels cotxes per millorar la seguretat i excel·lents propietats d'amortiment de vibracions també fan escuma. tecnologia possible per a coets i jets. Material de suport del motor.

2.5 Material absorbent acústic

L'ona sonora també és una mena de vibració, de manera que quan el so passa per l'escuma metàl·lica porosa, es pot dispersar i interferir en el material, i l'energia sonora és absorbida pel material, de manera que l'escuma metàl·lica porosa també es pot utilitzar com a un material que absorbeix el so, és a dir, un material-absorbent el so, que és un material-absorbent el so. Les aplicacions estan disponibles tant en gasoductes com en canonades de vapor.

2.6 Materials ignífugs i a prova{2}}d'explosió

L'escuma metàl·lica porosa 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 la ignició del fluid és possible quan augmenta la velocitat de transport (la velocitat del so produeix una pressió d'uns 15 MPa prop del límit d'explosió). Els experiments mostren que [13], l'escuma metàl·lica porosa de 6 mm de gruix pot aturar la velocitat de combustió de la flama d'hidrocarburs de 210 m/s. El mecanisme es pot explicar que quan el gas o les partícules d'alta temperatura de la flama travessen el material d'escuma metàl·lica porosa, a causa del ràpid intercanvi de calor, la calor s'absorbeix i es dissipa, fent que la temperatura del gas o partícules caigui per sota del punt d'ignició. i s'evita la propagació de la flama.

2.7 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 refredament és equivalent a El material en si "sua", per això s'anomena material de refrigeració auto-transpirant.

2.8 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. Prenent 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 de 80-200 graus. grau entre [14]. El material porós utilitzat per a la refrigeració divergent ha de ser capaç de controlar amb precisió la quantitat d'infiltració dins d'un rang raonable, amb una ventilació uniforme, petits porus tortuosos i un flux suau del medi, i ha de complir els requisits bàsics com a material estructural a prova de calor. , amb certa força i rigidesa. i duresa, seleccioneu materials amb bones propietats anti-oxidació per evitar l'oxidació accidental que bloquegi els porus, el material d'escuma porosa de malla de filferro sinteritzat és la millor opció.

2.9 Material filtrant

L'escuma metàl·lica porosa es prepara amb la 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 d'escuma metàl·lica porosa que s'utilitzen habitualment són el bronze o l'acer inoxidable. En fluids molt corrosius s'utilitzen metalls preciosos com l'Au.

3. Preparació de soldadura d'aliatge d'alumini per pulvimetal·lúrgia

3.1 Materials i mètodes experimentals

La pols de soldadura A1-Si amb una mida de partícula de 45-105 ^m i la pols de flux KAlF4 amb una mida de partícula de 25-45 es van barrejar uniformement en una proporció de massa de 9:1 i es van pressionar en una pols cilíndrica de quasi 40 mm en una premsa isostàtica freda. La pressió de premsa de la unitat és de 100-300 MPa. A continuació, en un forn de sinterització al buit amb un grau de buit de 10-3Pa, sinteritzat a 300-550 graus durant 2 hores i refredat a temperatura ambient amb el forn. A continuació, el blanc sinteritzat es va extruir amb una extrusora calenta de botí, amb una proporció d'extrusió de 64: 1, una velocitat d'extrusió de 2,2 m/min i una temperatura d'extrusió de 400 graus per extruir un metall de farciment de soldadura de quasi 5 mm. La densitat es va mesurar mitjançant el mètode de drenatge. Les mostres metal·logràfiques es van polir i gravar mecànicament amb reactiu Keller estàndard (0, 5 per cent de HF més 1, 5 per cent de HCl més 2, 5 per cent de HNO3 més 95, 5 per cent d'H2O) i es va observar la microestructura del material abans i després de l'extrusió en calent amb un microscopi electrònic d'exploració QUANTA200.

3.2 Conclusió experimental

(1) La mida de la força de premsat determina la densitat de la pols de soldadura d'alumini autofluixada. Com més gran sigui la força de premsat, més gran serà la densitat de la pols. Quan la pressió de premsat és baixa, la densitat de la pols augmenta ràpidament amb l'augment de la força de premsat; quan la força de premsat és alta, amb l'augment de la pressió, la densitat de la pols augmenta lentament. Quan la força de premsat és d'uns 150 MPa, la densitat relativa de la pols pot arribar al 80 per cent, i la pols té les condicions per a la posterior sinterització i extrusió en calent.

(2) El procés de sinterització convencional (inclosa la sinterització al buit) no pot augmentar la densitat de la pols de soldadura d'alumini autofluixada. Quan es sinteritza a una temperatura inferior al sòlid, la densitat de la mostra no augmenta, sinó que disminueix; superior a la temperatura de sinterització sòlida, la mostra es fon. I la temperatura de sinterització augmenta, la densitat de sinterització en pols no augmentarà en conseqüència.

(3) Durant el procés d'extrusió en calent, la palangana sinteritzada pateix una deformació plàstica, els buits i els límits entre les partícules internes desapareixen, els buits es redueixen i la densitat relativa de la mostra arriba al 96,7 per cent. Des del punt de vista de la composició de la fase, les partícules blanques KAlF4, els petits punts negres i el cristall primari Si es troben dispersos de manera relativament uniforme a la matriu A1-Si.

L'escuma metàl·lica porosa té diverses propietats físiques com ara porositat, reducció de vibracions, amortiment, absorció acústica, aïllament acústic, dissipació de calor, absorció d'energia d'impacte, blindatge electromagnètic, etc. -camps tecnològics a casa i a l'estranger. . La investigació actual sobre escumes metàl·liques poroses la realitzen majoritàriament treballadors metal·lúrgics o de materials metàl·lics mitjançant mètodes-disciplinaris únics, i la investigació sobre escumes metàl·liques poroses hauria de partir de la integració de múltiples disciplines i coneixements. És difícil aconseguir avenços en la investigació-disciplinària única, i és recomanable desvincular la recerca de l'aplicació. La investigació futura hauria d'adoptar una penetració transversal multi-disciplinària-, superar el fenomen de la preparació i aplicació del material que es desconnecta i dur a terme investigacions dirigides amb la demanda com a objecte, per tal d'accelerar el procés de transformació de la ciència. i la tecnologia en productivitat real.