Aplikace kovové pěny

Obecně platí, že mechanické vlastnosti kovové pěny klesají se zvyšující se porézností a její elektrická vodivost a tepelná vodivost také klesá exponenciálně. Když je kovová pěna pod tlakem, v důsledku zvýšené oblasti síly a efektu tuhnutí materiálu způsobeného zhroucením pórů, má kovová pěna vynikající charakteristiky absorpce nárazové energie.

K přípravě pěnových kovových materiálů lze použít různé kovy a slitiny, jako je bronz, nikl, titan, hliník, nerezová ocel atd. Vzhledem k nízké hustotě, vysoké poréznosti a velkému specifickému povrchu kovové pěny má vynikající vlastnosti, které nepěnový kov nemá: jako je dobrý tlumicí výkon, silná propustnost tekutin, vynikající akustické vlastnosti a nízká tepelná vodivost a elektrická vodivost atd. Jako nový typ funkčního materiálu má široké využití v elektronice, spojích, chemickém průmyslu, hutnictví, strojírenství, stavebnictví, dopravě a letecké technice.

Materiál elektrody

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 procent) nabízí místo pro zlepšení těchto vlastností baterie. Například, když se jako elektrodový materiál pro elektrodu Ni-Cd baterie používá niklová pěna vyrobená elektrodepozicí, elektroda má dobré oddělení plynu a kapaliny, nízké přepětí, energetickou účinnost lze zvýšit o 90 procent, kapacitu lze zvýšit o 40 procent, a je možné rychlé nabíjení. , V průmyslu baterií mají nikl-kadmiové baterie, nikl-vodíkové baterie a dobíjecí alkalické baterie tendenci používat niklovou pěnu jako kladné a záporné desky ke zvýšení kapacity, což je průlom v průmyslu baterií. Do hloubky byly studovány výkonnostní parametry niklové pěny pro elektrody baterií.

Katalyzátor

V chemických reakcích, zejména v organických chemických reakcích, hrají katalyzátory často velmi důležitou roli. Čím větší je povrch katalyzátoru, tím lépe. Vysoká poréznost způsobuje, že pěnový kov má velký specifický povrch. V chemickém průmyslu lze niklovou pěnu přímo použít jako niklový katalyzátor. Nebo se z pěnového niklu může vytvořit nosič katalyzátoru a pěnový kov s vysokou porézností jako nosič může způsobit, že katalyzátor bude vysoce dispergovaný a bude hrát větší roli a jeho výkon je mnohem lepší než výkon keramického nosiče katalyzátoru.

Materiály pro tlumení tlaku kapaliny

Kovová pěna může být instalována v plynových nebo kapalných potrubích. Když tlak tekutiny nebo rychlost průtoku na jedné straně silně kolísá, kovový pěnový materiál může absorbovat část kinetické energie tekutiny a zpomalit pronikání tekutiny, takže tělo z kovové pěny může být odděleno. Kolísání na jedné straně je výrazně sníženo a tento efekt lze využít k ochraně přesných přístrojů.

Materiál mechanického tlumiče vibrací

Když je kovová pěna umístěna na spoj vibrační části, pružná deformace porézního pěnového materiálu může absorbovat část energie mechanického nárazu. Podle zpráv je absorpce energie hliníkovou pěnou s poměrem hustoty {{0}},05 až 0,15 20 až 180 MJ m, a silná schopnost absorpce energie umožňuje její použití v nárazníku. auta a dokonce i podvozku kosmické lodi. Může být také použit jako výroba nárazníků pro výtahové dopravní systémy, obložení pohlcujících energii pro brusky, deformovatelné materiály v přední a zadní části sedadel pro cestující pro zvýšení bezpečnosti a vynikající vlastnosti tlumení vibrací také umožňují pěnovou technologii pro rakety a nosný materiál proudového motoru.

Materiál pohlcující zvuk

Protože zvuková vlna je také druh vibrací, když zvuk prochází kovovou pěnou, může se rozptylovat a rušit materiál a zvuková energie je absorbována materiálem, takže kovová pěna může být také použita jako zvuk. pohlcující materiál, to znamená materiál pohlcující zvuk. Tento zvuk pohlcující materiál nachází uplatnění v plynovém i parním potrubí.

Materiál zpomalující hoření, odolný proti výbuchu

Kovová pěna má dobrou penetraci tekutiny a může účinně zabránit šíření plamene a má určitou požární odolnost, takže ji lze umístit do potrubí pro přepravu hořlavé kapaliny nebo plynu, aby se zabránilo šíření plamene, protože tekutina je v Při přepravě rychlost se zvyšuje, může se vznítit (rychlost zvuku bude generovat tlak asi 150 × 105 Pa, když se bude blížit hranici výbušnosti). Experiment ukazuje, že: 6 mm silná kovová pěna může zabránit plameni hoření uhlovodíků rychlostí 210 ms. Mechanismus účinku lze vysvětlit Když vysokoteplotní plyn nebo částice v plameni procházejí materiálem kovové pěny, teplo je absorbováno a rozptýleno v důsledku rychlé výměny tepla, takže teplota plynu nebo částic klesne pod úroveň vznícení. bodu, tak je zabráněno šíření plamene.

Spontánní pocení chladivý materiál

Tuhá chladicí kapalina je roztavena a infiltrována do porézního skeletu vyrobeného z tepelně odolného kovu. Při vystavení vysoké teplotě se chladicí kapalina uvnitř materiálu roztaví a vypaří a absorbuje velké množství tepelné energie, takže materiál může po určitou dobu udržet chladicí plyn. Na úrovni teploty unikající kapalina a plyn vytvoří na povrchu materiálu kapalný film nebo plynový film, který může materiál izolovat od vnějšího vysokoteplotního prostředí. Tento proces lze provádět až do vyčerpání chladicí kapaliny. Vzhledem k tomu, že chladicí mechanismus je ekvivalentní Materiál samotný se „potí“, proto se nazývá samopocení chladicí materiál.

Divergentní chladící materiál

Divergentní chlazení je pokročilá technologie chlazení, která nutí plynné nebo kapalné chladicí médium procházet porézním materiálem, takže se na povrchu materiálu vytvoří souvislá a stabilní hraniční vrstva plynu s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi, která materiál izoluje od tepla. tok. otevřete, abyste získali velmi ideální chladicí efekt. Vezměme si jako příklad panel vstřikovací komory motoru s kapalným vodíkem a kapalným kyslíkem: po použití divergentního chlazení je jedna jeho strana vodík o -150 stupních a druhá strana je plyn o 3500 stupních a teplota horkého povrchu materiálu má pouze 80-200 stupeň . Mezi stupněm musí být množství infiltrace porézních materiálů používaných pro divergentní chlazení přesně řízeno v rozumném rozsahu, s rovnoměrnou ventilací, malými klikatými póry a hladkým tokem média a musí splňovat základní požadavky jako tepelně odolný konstrukční materiál. . Pevnost, tuhost a houževnatost jsou dobré a materiál s dobrým antioxidačním výkonem je vybrán tak, aby se zabránilo náhodné oxidaci a ucpání.

Filtrační materiál

Kovová pěna se upraví do vhodného tvaru a lze ji použít jako filtrační materiál k odfiltrování pevných látek nebo suspenzí z tekutin (jako je voda, roztoky, benzín, mazací oleje, chladiva, taveniny polymerů). Běžně používané pěnové kovové materiály jsou bronz nebo nerezová ocel. Ve velmi korozivních kapalinách se používají drahé kovy (např. Au).