Aplicarea spumei metalice

În general, proprietățile mecanice ale spumei metalice scad odată cu creșterea porozității, iar conductivitatea electrică și conductivitatea termică scad, de asemenea, exponențial. Atunci când spuma metalică este sub presiune, datorită zonei de forță crescute și efectului de întărire a tensiunii materialului cauzat de prăbușirea porilor, spuma metalică are caracteristici excelente de absorbție a energiei de impact.

O varietate de metale și aliaje pot fi utilizate pentru a pregăti materiale metalice spumoase, cum ar fi bronz, nichel, titan, aluminiu, oțel inoxidabil etc. Datorită densității scăzute, porozității ridicate și suprafeței specifice mari a spumei metalice, are caracteristici excelente pe care metalul fără spumă nu le are: cum ar fi performanța bună de amortizare, permeabilitatea puternică a fluidului, performanța acustică excelentă și conductivitatea termică scăzută și conductivitatea electrică etc. . Ca un nou tip de material funcțional, are o gamă largă de utilizări în electronică, comunicații, industria chimică, metalurgie, mașini, construcții, transport și tehnologie aerospațială.

Material de electrod

Odată cu dezvoltarea rapidă a aparatelor electrice de înaltă calitate (computere portabile, telefoane fără fir etc.), consumul de baterii reîncărcabile reutilizabile cu capacitate specifică de volum mare și capacitate specifică de înaltă calitate este, de asemenea, în creștere. Spumele metalice cu porozitate ridicată (>95%) oferă un loc pentru a îmbunătăți aceste proprietăți ale bateriei. De exemplu, atunci când spuma de nichel produsă prin electrodepoziție este utilizată ca material de electrod pentru electrodul bateriei Ni-Cd, electrodul are o bună separare gaz-lichid, supratensiune scăzută, eficiența energetică poate fi crescută cu 90%, capacitatea poate fi crescută cu 40%, iar încărcarea rapidă este posibilă. , În industria bateriilor, bateriile nichel-cadmiu, bateriile nichel-hidrogen și bateriile alcaline reîncărcabile tind să utilizeze spumă de nichel ca plăci pozitive și negative pentru a crește capacitatea, ceea ce reprezintă un progres în industria bateriilor. Parametrii de performanță ai spumei de nichel pentru electrozii bateriei au fost studiați în profunzime.

Catalizator

În reacțiile chimice, în special în reacțiile chimice organice, catalizatorii joacă adesea un rol foarte important. Cu cât suprafața catalizatorului este mai mare, cu atât mai bine. Porozitatea ridicată face ca metalul spumos să aibă o suprafață specifică mare. În industria chimică, spuma de nichel poate fi utilizată direct ca catalizator de nichel. Sau nichelul spumat poate fi transformat într-un suport catalizator, iar metalul spumant cu porozitate ridicată ca suport poate face catalizatorul foarte dispersat și poate juca un rol mai mare, iar performanța sa este mult superioară celei a purtătorului catalizatorului ceramic.

Materiale de amortizare a presiunii fluidelor

Spuma metalică poate fi instalată în conducte de gaz sau lichid. Când presiunea fluidului sau debitul pe o parte fluctuează puternic, materialul din spumă metalică poate absorbi o parte din energia cinetică a fluidului și poate întârzia penetrarea fluidului, astfel încât corpul din spumă metalică să poată fi separat. Fluctuațiile pe de o parte sunt mult reduse, iar acest efect poate fi folosit pentru a proteja instrumentele de precizie.

Material tampon de vibrații mecanice

Când spuma metalică este plasată la îmbinarea părții de vibrații, deformarea elastică a materialului poros din spumă poate absorbi o parte din energia mecanică de impact. Conform rapoartelor, absorbția energetică a spumei de aluminiu cu un raport de densitate de 0,05 până la 0,15 este de 20 până la 180 M J m, iar capacitatea puternică de absorbție a energiei face posibilă utilizarea acesteia în bara de protecție a mașinii și chiar în trenul de aterizare al navei spațiale. De asemenea, poate fi folosit ca o fabricare a barelor de protecție pentru sistemele de transport ale ascensoarelor, căptușeli care absorb energia pentru mașinile de măcinat, materiale deformabile în fața și în spate ale scaunelor pentru pasageri auto pentru a îmbunătăți siguranța și proprietăți excelente de amortizare a vibrațiilor, de asemenea, fac posibilă tehnologia spumei pentru susținerea rachetelor și a motorului cu reacție Material.

Material fonoabsorbant

Deoarece unda sonoră este, de asemenea, un fel de vibrație, atunci când sunetul trece prin spuma metalică, se poate împrăștia și interfera în material, iar energia sonoră este absorbită de material, astfel încât spuma metalică poate fi folosită și ca material absorbant de sunet, adică un material fonoabsorbant. Acest material fonoabsorbant își găsește aplicarea atât în conductele de gaz, cât și în cele de abur.

Material ignifug, rezistent la explozii

Spuma metalică are o bună penetrare a fluidului și poate preveni în mod eficient răspândirea flăcării și are o anumită rezistență la foc, astfel încât poate fi plasată în conductă pentru transportul lichidului sau gazului inflamabil pentru a preveni răspândirea flăcării, deoarece lichidul se află în Când viteza de transport crește, poate lua foc (viteza sunetului va genera o presiune de aproximativ 150 × 105Pa atunci când este aproape de limita exploziei). Experimentul arată că: spuma metalică groasă de 6 mm poate preveni arderea flăcării hidrocarburilor la o viteză de 210m sec. Mecanismul de acțiune poate fi explicat Atunci când gazul sau particulele de temperatură înaltă din flacără trec prin materialul din spumă metalică, căldura este absorbită și disipată datorită schimbului rapid de căldură, astfel încât temperatura gazului sau a particulelor să scadă sub punctul de aprindere, astfel încât răspândirea flăcării să fie împiedicată.

Material de răcire spontan transpirație

Lichidul de răcire solid este topit și infiltrat în scheletul poros din metal rezistent la căldură. Atunci când este supus la temperaturi ridicate, lichidul de răcire din interiorul materialului se va topi și se va vaporiza și va absorbi o cantitate mare de energie termică, astfel încât materialul să poată menține gazul lichidului de răcire pentru o anumită perioadă de timp. La nivelul temperaturii, lichidul și gazul care scapă vor forma o peliculă lichidă sau o peliculă de gaz pe suprafața materialului, care poate izola materialul de mediul extern cu temperatură ridicată. Acest proces poate fi efectuat până când lichidul de răcire este epuizat. Deoarece mecanismul de răcire este echivalent cu Materialul în sine "transpiră", așa se numește un material de răcire auto-perspirant.

Material de răcire divergent

Răcirea divergentă este o tehnologie avansată de răcire care forțează un mediu de răcire gazos sau lichid să treacă printr-un material poros, astfel încât pe suprafața materialului să se stabilească un strat limită de gaz continuu și stabil, cu performanțe bune de izolare termică, pentru a izola materialul de fluxul de căldură. deschis pentru a obține un efect de răcire foarte ideal. Luați ca exemplu panoul injector al camerei de împingere a motorului cu oxigen lichid: după utilizarea răcirii divergente, o parte a acestuia este hidrogenul la -150 ° C, iar cealaltă parte este gaz la 3500 ° C, iar temperatura suprafeței fierbinți a materialului este de numai 80-200 ° C. Între °C, cantitatea de infiltrare a materialelor poroase utilizate pentru răcirea divergentă trebuie să fie controlată cu precizie într-un interval rezonabil, cu ventilație uniformă, pori mici și flux neted de medii și trebuie să îndeplinească cerințele de bază ca material structural rezistent la căldură. Rezistența, rigiditatea și duritatea sunt bune, iar materialul cu performanțe bune anti-oxidare este selectat pentru a preveni oxidarea și conectarea accidentală.

Material filtrant

Spuma metalică este preparată într-o formă adecvată și poate fi utilizată ca material filtrant pentru a filtra solidele sau suspensiile din fluide (cum ar fi apa, soluțiile, benzina, uleiurile lubrifiante, agenții frigorifici, polimerii se topesc). Materialele metalice spumante utilizate în mod obișnuit sunt bronzul sau oțelul inoxidabil. În fluidele foarte corozive, se utilizează metale prețioase (de exemplu, Au).