Způsob přípravy a aplikace porézní kovové pěny

Porézní kovová pěna je funkční materiál vyvinutý v posledních desetiletích. Její pojetí a klasifikace nejsou v akademickém světě jednotné, ale v zásadě existují následující definice: Porézní kovová pěna je kovová matrice obsahující určité množství a určitou velikost. Kovový materiál s velikostí pórů a určitou porézností. Porézní kovová pěna byla poprvé vyrobena společností SoSnik ve Spojených státech v roce 1948 odpařováním rtuti v roztaveném hliníku, což způsobilo, že chápání kovů prošlo velkou změnou. Rozšiřuje se, čímž porušuje tradiční představu, že kovy mají pouze husté struktury. Porézní pěnový kovový materiál je ve skutečnosti kompozitním materiálem kovu a plynu. Je to právě díky této speciální struktuře, že má jak vlastnosti kovu, tak vlastnosti bublin, jako je malá hustota, velký povrch, dobrá absorpce energie a nízká tepelná vodivost. (uzavřené-tělo otvoru), vysoká kapacita tepelné výměny a odvodu tepla (průchozím-tělem otvoru), dobrá pohltivost zvuku (průchozím-tělem otvoru), vynikající propustnost (průchozím{{4 }}tělo otvoru), dobrá absorpce elektromagnetických vln (průchozím-tělem otvoru), odolnost proti ohni, odolnost Tepelně žáruvzdorný, odolnost proti tepelným šokům, citlivost na plyny (některé porézní kovy jsou velmi citlivé na určité plyny), regenerovatelný, dobrá zpracovatelnost , atd. Proto má jako nový typ funkčního materiálu široké využití v elektronice, spojích, chemickém průmyslu, hutnictví, strojírenství, stavebnictví, dopravě, ale i letecké technice.

1. Způsob přípravy porézní kovové pěny

1.1 Procesy na bázi kovových tavenin

1.1.1 Proces pěnění foukáním vzduchu

SiC se nejprve přidá do roztaveného kovu. Al2O3 atd. pro zvýšení viskozity roztaveného kovu“ a následně pomocí speciální rotační trysky vhánět plyn (např. vzduch. Argon. Dusík) do taveniny [4!5]) V současnosti Hydro Aluminium v ​​Norsku a Cymat Aluminium v Kanadě Tato metoda se používá k výrobě pěnového hliníku "jako je litá hliníková slitina AlSi10Mg (A359) nebo deformovaná hliníková slitina 1060" 3003 "6016" 6061 atd.) vyrobený hliník může být v zásadě libovolně dlouhý" a šířka je stejná jako šířka hliníkové nádoby na kapalinu) Pórovitost hliníkové pěny připravené tímto způsobem je 80 procent ~ 98 procent ", hustota je 0,069 ~ 0,54 g/cm3" , průměrná velikost pórů je 3~25 mm", a tloušťka stěny je 50~85!m) Výhodou procesu přímého pěnění je, že může kontinuálně vyrábět velké bloky. Kovová pěna s nízkou hustotou) Ve srovnání s jinými metodami " Tato metoda má nejnižší náklady) Cymat dokáže vyrobit hliník 1 000 kg/h" Délka 1,5 m" Tloušťka 2,5~15 cm) Pěnový hliník vyrábí Hydr o Šířka plechu 70 cm" Tloušťka 8~12 cm" Délka 2 m" Produktivita je 500~600 kg/h) Nevýhodou tohoto procesu je, že je potřeba jej na konci použití odříznout, což má za následek odhalené póry a zpracování z důvodu použití výztužných částic "obtížnost).

1.1.2 Metoda přidání pěnidla

Dalším způsobem, jak přímo napěnit taveninu, je přidat do taveniny nadouvadlo) Nadouvadlo se působením tepla rozkládá a uvolňuje plyn“ k napěnění taveniny kovu [6!7]) Metoda v roce 1986 Vyvinula japonská Shinco Wire společnosti „denní produkce až 1 00{{20}} kg hliníkové pěny) Při této metodě „nejprve přidejte Ca“ a poté promíchejte, abyste zvýšili viskozitu“ Důvodem je V tavenině vzniká CaO. CaAl2O4 nebo Al4Ca) a poté Přidejte TiH2" může v tavenině uvolňovat vodík) Tavenina se brzy začne pomalu roztahovat "po ochlazení tvoří pevnou hliníkovou pěnu) Hliníková pěna vyrobená touto metodou" je jednou z nejdostupnějších hliníkových pěn. Nejstejnoměrnější pórovitost) V některé literatuře "ZrH2 se také používá k výrobě hliníkové pěny" Teplota pěnění je řízena na 670~7056" a množství přidaného množství je 0,5 procenta ~ 0,6 procenta ) Velikost hliníkové pěny blok vyrábí Shinco Wire Company [8] 2050 mm!! 650 mm!! 450 mm" Hmotnost je asi 160 kg" Včetně celkové hustoty pláště je 0,27 g/cm3) Po odříznutí okraje " Hustota je obecně 0,18~0,24 g/cm3" Průměrná velikost pórů je 2~10 mm) existuje gradient hustoty v horizontálním a vertikálním směru "a hustota je nejnižší uprostřed vrcholu) Uvádí se, že tato hliníková pěna je dražší) Proto, byly navrženy i některé další způsoby" k dosažení kontinuální výroby a výroby složitých tvarů. Pěnové kovové díly) Pomocí podobného procesu "do roztaveného železa lze přidat wolframový prášek a nadouvadlo" k výrobě pěnového železa) Kromě použití Ca pro úpravu vlastností taveniny, "Lze také foukat kyslík do taveniny. Vzduch nebo jiné plyny pro zvýšení viskozity" lze také přidat práškový Al2O3. MnO2 a SiC atd.) Aby se překonaly problémy způsobené přidáváním kovových par do taveniny, je rychlost rozkladu příliš vysoká (" Je možné k přípravě pěny obsahující nejprve nerozloženou eutektickou sloučeninu činidla s nízkou teplotou tání „jako je Al-Mg předlisek“ a poté se předlisek přidá do slitiny s vysokým bodem tání pro proces pěnění) Kromě toho „pěnění činidlo může být i o něco vyšší než teplota solidu Pod teplotou rozkladu Tavenina kovu se přidává, když se "míchá a tuhne) a kompozit se poté zahřeje nad teplotu rozkladu nadouvadla), takže probíhá vlastní proces pěnění ve druhé fázi)

1.2.3 Metoda eutektického tuhnutí v pevném-plynu

Ukrajinský metalurg Shapovalov a spol. vyvinuli novou metodu pro přípravu porézních kovů eutektickou transformací v pevném{{0}}plynu [9]) Některé kapalné kovy mohou vytvářet eutektické systémy s vodíkem) Tavení kovů ve vysokotlakém-vodíku prostředí" lze získat Kovové taveniny obsahující vodík. Když se teplota sníží, "tavenina nakonec podstoupí eutektickou reakci" tvořící pevný-plynný dvoufázový-systém. Pokud je složení systému dostatečně blízko k eutektickému složení, dojde při stejné teplotní reakci k separaci pevného-plynu. Když je rychlost tuhnutí mezi 0,05 a 5 mm/s, "obsah vodíku v přední části tuhnutí se zvyšuje" za vzniku bublin. Parametry procesu „musí být přísně kontrolovány“, aby se zabránilo úniku bublin z kapalné fáze Výsledný tvar pórů závisí především na obsahu vodíku, tlaku, kterému je tavenina vystavena, směru a rychlosti odvodu tepla a chemickém složení tát. Obvykle se vytvoří velké póry protažené ve směru tuhnutí, "velikost pórů 10!m~10 mm" délka pórů 100 mm~300 mm" poměr stran 1~300" porozita 5 procent ~75 procent. Tato metoda se nazývá GASAR", což je ruská zkratka pro Gas Augmentation. Metoda se používá k výrobě porézního niklu, mědi, hliníku atd. Kromě toho" lze proces použít také k výrobě porézní oceli, kobaltu, chromu , molybden a dokonce i keramika. Jednotnost porézní struktury připravené tímto způsobem je však někdy neuspokojivá a je třeba ji dále zlepšit.

1.1.4 Metoda průsakového lití

Porézní kovy lze také získat vstřikováním tekutého kovu do dutin tvořených anorganickými nebo organickými částicemi nebo dutými kuličkami. Po odlití „mohou částice zůstat v kovu“ a vytvářet takzvané -kompozitní struktury, také ve vhodných rozpouštědlech, kyselinách, nebo Odstranění částic tepelným zpracováním Vermikulit, kuličky žáruvzdorného jílu, rozpustné soli, sypký expandovaný jíl, částice písku, kuličky z pěnového skla a duté kuličky z oxidu hlinitého mohou být všechny použity jako anorganická plniva, která mohou vytvářet dutiny. Pokud je rychlost tuhnutí taveniny dostatečně vysoká, mohou plastové kuličky také působit jako nosný materiál pro tvorbu dutin. Touto metodou lze vyrábět porézní kovy s otevřenou buněčnou strukturou. Výhodou metody perkolačního lití je, že distribuci velikosti pórů lze přesně řídit úpravou velikosti částic plniva. "Ale pórovitost je menší než 80 procent. Velikost pórů a jejich distribuce získaná při napěňovací technice nejsou kontrolovatelné."

Pórovitost může dosahovat až 98 procent. Díly vyrobené z porézního materiálu s touto otevřenou -buněčnou strukturou lze namontovat na výstup vzduchu z pneumatického zařízení, aby se snížily vibrace.

1.1.5 Metoda vytavitelného lití

Principem této metody je infiltrovat tekutý žáruvzdorný materiál do pěnové houby, poté-sušit na vzduchu, ztvrdnout a upéct, aby se pěnová houba rozložila a vytvořila prefabrikovaný tvar s trojrozměrnou sítí skelet, nalijte tekutý kov do prefabrikovaného tvaru a po ztuhnutí odstraňte žáruvzdorný materiál. Lze získat kovovou pěnu s trojrozměrnou síťovou strukturou. V současné době Japonsko i náš ústav úspěšně připravily vzorky pěnového hliníku touto metodou. Vzorek připravený touto metodou je dědičný po mateřském materiálu, póry jsou trojrozměrně propojeny, struktura je jednotná a není omezena materiálem, tvarem a velikostí a může procházet- dírová kovová pěna pro různé účely. Nevýhodou je, že kovový skelet Pevnost je nízká a proces je složitější. Kromě výše uvedených-přípravných procesů existuje několik dalších metod, například: metoda přidávání duté kuličky, metoda slinování sypkého prášku, metoda metalurgie vláken a tak dále. Díky neustálému-hloubkovému výzkumu porézních kovových materiálů navrhlo mnoho zemí různé metody přípravy. V americkém patentu se uvádí, že společnost US ERG vyvinula proces přípravy nazvaný "Duocel". Způsob přímé přípravy pěnového hliníku z přehřáté hliníkové taveniny ve vakuovém prostředí. Pěnový hliník vyrobený tímto způsobem má nízkou hustotu, ale vysokou pevnost. Kanadská hliníkářská společnost vyvinula unikátní proces přípravy: do tuhnoucího roztaveného kovu se přivádí vzduch a po vypuštění plynu se plyn zkondenzuje do pěny. Tato metoda může produkovat velké kovové pěnové materiály a hustota výsledného materiálu je malá. Sanders Jr. navrhl výrobní proces hliníkové pěny nazývaný průchozí-tryska s dutou kulovou hliníkovou bublinou, která je vhodná zejména pro přípravu eutektické pěny ze slitiny Al-Si.

1.2 Proces přípravy-na prášku

1.2.1 Prášková metalurgie

Prášková metalurgie je také běžnou metodou výroby pěnového kovu, která má širokou škálu aplikací. Touto metodou lze napěnit mnoho kovů (jako je hliník, cín, železo, zlato, zinek, olovo atd.) a jejich slitiny. Proces nejprve rovnoměrně smíchá kovový prášek s vhodným množstvím pěnidla a poté smíchaný prášek zpracuje na hustý před{0}}výrobek vytlačováním, lisováním za horka nebo válcováním a poté předběžně- produkt do blízkosti bodu tání smíšeného prášku za vzniku pěnotvorného činidla. Při rozkladu vzniká plyn a po ochlazení lze získat kovovou pěnu- s uzavřenými buňkami.

Ve srovnání s metodou zpěňování taveniny je metoda práškové metalurgie snadněji ovladatelná a kontrolovatelná; rozumným výběrem doby pěnění a teploty pěnění lze získat pěnový kov s různými hodnotami hustoty. Výrobní náklady práškové metalurgie jsou však vyšší než náklady na pěnění taveniny a je obtížné připravit velkoobjemové komponenty.

1.2.2 Metoda zpěňování vstřikováním plynu

Metoda zpěňování vstřikováním plynu, která je podobná metodě zpěňování taveniny nadouvadlem, je v současnosti nejlevnější metodou pro výrobu porézních kovových pěn. Způsob spočívá v foukání plynu přímo do roztavené kovové taveniny pro napěnění kovové taveniny a plynem použitým pro pěnění může být kyslík, argon, vzduch, vodní pára, oxid uhličitý a podobně. Podobně jako u způsobu zpěňování tavným pěnicím činidlem existují problémy, jako je obtížnost kontroly velikosti pórů a jejich distribuce v kovové matrici. Klíčovou technologií je zajistit, aby roztavený kov měl vhodnou viskozitu. Obecně se ke zvýšení viskozity kovové taveniny používají opatření, jako je přidání práškového vápníku a karbidu křemíku jako prostředku pro zvýšení lepivosti. Složení kovu by mělo zajistit dostatečně široký rozsah teplot pěnění, takže vytvořené buňky pěny mají dostatečnou rovnoměrnost a stabilitu, aby se zajistilo, že se pěna nerozbije během následného procesu sběru a formování. Největší výhodou této metody je její nízká cena a snadná průmyslová hromadná výroba

1.2.3 Metoda slinování

To znamená, že při vyšší teplotě materiál vytváří počáteční kapalnou fázi. Působením povrchového napětí a kapilárního jevu se částice materiálu dotýkají a vzájemně na sebe působí. Po ochlazení se materiál zpevní a stane se pěnovým kovem. Pojivo, ale pojivo se musí při slinování odstranit. Pro zlepšení poréznosti kovové pěny lze použít plniva. Plniva také potřebují sublimovat, rozpouštět se nebo rozkládat. Jako plnivo lze použít chlorid amonný a methylcelulózu. Při přípravě vysoce-pórovité kovové pěny lze použít metodu slinování s organickými nosiči. Nejprve se přírodní houba nebo umělá houba nařeže do požadovaného tvaru, aby mohla plně absorbovat kaši obsahující kovový prášek, a poté se zahřeje, aby se houba po vysušení rozložila. , Pokračujte v zahřívání, aby se rozložila organokovová sloučenina a materiál se slinoval. Po ochlazení lze získat pěnový kov s vysokou porézností. Tato metoda také používá kovová vlákna místo práškových částic k výrobě porézních kovů. Propustnost porézních kovů připravených touto metodou je desítkykrát vyšší než propustnost získaná práškovými metodami. Kromě toho má také vysokou mechanickou pevnost, odolnost proti korozi a tepelnou stabilitu.

1.3 Postup přípravy založený na technologii depozice

1.3.1 Metoda elektrodepozice

Způsob použití pěnové organické hmoty požadované specifikace a tvaru jako matrice, odpařování tekutého kovu na kovové páry a jejich ukládání na pěnovou organickou hmotu ve vakuu, odstranění matrice organické hmoty po ochlazení a slinování za účelem získání pěnového kovového materiálu . Výhodou této metody je jemná příprava, vysoká poréznost a pravidelná velikost pórů; nevýhodou je velká investice, vysoké výrobní náklady a přísné provozní podmínky. Tato metoda je použitelná především pro přípravu elektrodových materiálů.

1.3.2 Metoda napařování

Jako matrice se používá nevodivá pěnová organická hmota, která se nejprve zdrsní, to znamená, že organická hmota zkoroduje silným oxidantem za kyselých podmínek, takže povrch snadno smáčí vodou a vytváří mikro-značky. Po zdrsnění se provede senzibilizace, to znamená, že se na povrchu organické pěny adsorbuje vrstva kovových iontů s redukčními vlastnostmi. Aktivace se provádí po senzibilizaci, to znamená, že se na povrchu organické pěny adsorbuje další vrstva kovových iontů s katalytickými vlastnostmi a poté se umístí do pokovovacího roztoku pro bezproudové pokovování, aby se získala stejnoměrná kovová vrstva, která je vodivě připojena k povrchu organické pěny. povrchu organického materiálu. Bezproudově pokovené organické látky se nakonec galvanicky pokovují, aby se získal požadovaný typ kovu a tloušťka. Vysokoteplotní -zpracování rozkládá organickou hmotu a získává pěnový kovový materiál. Výhodou této metody je vysoká poréznost a pravidelná velikost pórů; nevýhodou je obtížný provoz, velké investice a vysoké výrobní náklady. Tato metoda je vhodná především pro přípravu pěnového niklu, hliníku, mědi, stříbra atd.

2. Funkční charakteristiky a aplikace porézní kovové pěny

Od svého vzniku má porézní kovový pěnový materiál jako konstrukční materiál vlastnosti nízké hmotnosti a vysoké specifické pevnosti; jako funkční materiál má vlastnosti porézní, tlumení vibrací, tlumení, pohlcování zvuku, zvuková izolace, odvod tepla, pohlcování nárazové energie, elektromagnetické stínění atd. Proto se stále více a více používá v obecných průmyslových oborech a v oblasti špičkových{0}}technologií doma i v zahraničí. Konkrétní aplikace jsou následující: Využijte jeho vlastnosti v oblasti snižování a tlumení vibrací k výrobě nárazníků a tlumičů vibrací, jako jsou podvozky kosmických lodí, bezpečnostní podložky výtahů, různé balicí krabice, zejména krabice pro leteckou přepravu, lože stroje, základna, otřesy tlumič atd. Tlumicí kroužek pro vibrace a hluk pastorku, energii-absorpční obložení vysokootáčkové brusky-, tuto aplikaci lze považovat i za aplikaci zvuku-absorpce a zvuku{ {4}}izolační vlastnosti porézního pěnového kovu; Používá se k výrobě konstrukcí, jako jsou zvukotěsné panely, kryty elektronických nástrojů a elektrické stínění místností ve stavebnictví; jeho poréznost se používá v chemických filtrech, zplyňovačích pro čištění vody a v oleji -impregnovaných ložiscích pro automatické doplňování paliva, vonných dekoracích atd.; díky své nízké hmotnosti a vysoké měrné pevnosti se používá k výrobě vodních plováků, sportovního vybavení (jako jsou sáně atd.) a odpovídajících částí leteckých dopravních prostředků. Podle relevantních informací má použití porézních kovových pěnových materiálů k výrobě letadel nejen výhody snížení hmotnosti a úspory energie, ale také tu výhodu, že když vesmírná stanice ukončí svou misi, může se znovu-vstoupit atmosféry a rychle a úplně shořet v atmosféře. Může být přeměněn na plyn, aby se snížil prostorový odpad; díky svému výkonu v oblasti odvodu tepla se používá k výrobě radiátorů; s využitím jeho tlumení nárazů, snížení vibrací a tlumení,

Používá se k výrobě nárazových dílů pro boky a přední části automobilů, vlaků a materiálů na ochranu proti nárazu pro vojenská obrněná vozidla.

2.1 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 ratio and high quality specific capacity is also increasing. Porous metal foams with high porosity (>95 procent ) nabízejí možnost zlepšit tyto vlastnosti baterie. Například, když se jako materiál elektrody pro elektrodu Ni-Cd baterie použije niklová pěna, separace plynu-kapaliny elektrody je dobrá, přepětí je nízké, energetická účinnost může být zvýšená o 90 procent, kapacitu lze zvýšit o 40 procent a lze ji rychle nabíjet. Kadmiové baterie, nikl{5}}metalhydridové baterie a dobíjecí alkalické baterie mají tendenci používat niklovou pěnu jako kladné a záporné desky ke zvýšení kapacity, což je průlom v průmyslu baterií.

2.2 Katalyzátor

V chemických reakcích, zejména v organických chemických reakcích, hrají katalyzátory často velmi důležitou roli. Čím větší je povrch katalyzátoru, tím lépe a vysoká poréznost způsobuje, že porézní kovová pěna má velký specifický povrch. V chemickém průmyslu může být niklová pěna přímo použita jako niklový katalyzátor nebo může být niklová pěna vyrobena jako nosič katalyzátoru. Porézní kovová pěna s vysokou porézností jako nosič může způsobit, že katalyzátor je vysoce dispergovaný a hraje větší roli, a jeho výkonnost je mnohem lepší než u keramických nosičů katalyzátoru.

2.3 Materiál pro tlumení tlaku kapaliny

Porézní kovová pěna může být instalována v plynovém nebo kapalném potrubí. Když tlak nebo průtok tekutiny na jedné straně silně kolísá, porézní kovový pěnový materiál může absorbovat část kinetické energie tekutiny a zpomalit pronikání tekutiny, takže porézní kovová pěna může být absorbována. Kolísání na druhé straně kovového těla je značně sníženo a tento efekt lze využít k ochraně přesných přístrojů.

2.4 Materiál mechanického tlumiče vibrací

Když je porézní kovová pěna umístěna na spoj vibrační části, část energie mechanického nárazu může být absorbována pružnou deformací porézního pěnového materiálu. Podle zpráv je absorpce energie hliníkovou pěnou s poměrem hustoty {{0}},05 až 0,15 g/cm3 20 až 180 MJ/m3. Silná schopnost absorpce energie umožňuje jeho použití v nárazníku automobilu a dokonce i v podvozku kosmické lodi. Může být také použit jako nárazník při výrobě výtahových dopravních systémů, obložení pohlcující energii- v brusných strojích, deformovatelné materiály v přední a zadní části sedadel spolujezdců pro zvýšení bezpečnosti a vynikající vlastnosti tlumení vibrací také vytvářejí pěnu technologie možná pro rakety a tryskáče. Nosný materiál motoru.

2.5 Materiál pohlcující zvuk

Zvuková vlna je také druh vibrací, takže když zvuk prochází porézní kovovou pěnou, může se rozptylovat a rušit v materiálu a zvuková energie je absorbována materiálem, takže porézní kovová pěna může být také použita jako materiál pohlcující zvuk, tj. materiál pohlcující zvuk-, což je materiál pohlcující zvuk-. Aplikace jsou k dispozici jak v plynovodech, tak v parovodech.

2.6 Materiály zpomalující hoření a explozi-

Porézní 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 vznícení tekutiny je možné, když zvyšuje se dopravní rychlost (rychlost zvuku vytváří tlak asi 15 MPa blízko meze výbušnosti). Experimenty ukazují, že [13], 6 mm silná porézní kovová pěna dokáže zastavit plamen hoření uhlovodíků rychlostí 210 m/s. Mechanismus lze vysvětlit tak, že když vysokoteplotní plyn nebo částice v plameni procházejí porézním kovovým pěnovým materiálem, v důsledku rychlé výměny tepla se teplo absorbuje a rozptyluje, což způsobí, že teplota plynu nebo částic klesne pod bod vznícení. a je zabráněno šíření plamene.

2.7 Spontánní pocení chladivý materiál

Pevná chladicí kapalina se roztaví a infiltruje do porézního skeletu vyrobeného z tepelně-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 samo-pocení chladicí materiál.

2.8 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. Vezmeme-li jako příklad panel vstřikovací komory motoru s kapalným vodíkem-kapalným kyslíkem, po použití divergentního chlazení je jedna jeho strana vodík při -150 stupních a druhá strana je plyn o 3500 stupních , a teplota horkého povrchu materiálu je pouze 80-200 stupňů . stupně mezi [14]. Porézní materiál použitý pro divergentní chlazení musí být schopen přesně řídit množství infiltrace v rozumném rozsahu, s rovnoměrnou ventilací, malými klikatými póry a hladkým prouděním média a musí splňovat základní požadavky jako tepelně odolný konstrukční materiál. s určitou pevností a tuhostí. a houževnatost, vyberte materiály s dobrými antioxidačními vlastnostmi, aby se zabránilo náhodné oxidaci blokující póry, porézní pěnový materiál ze slinutého drátěného pletiva je nejlepší volbou.

2.9 Filtrační materiál

Porézní 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 porézní kovové pěnové materiály jsou bronz nebo nerezová ocel. Ve velmi korozivních kapalinách se používají drahé kovy, jako je Au.

3. Příprava pájky ze slitin hliníku práškovou metalurgií

3.1 Experimentální materiály a metody

Pájkový prášek A1-Si s velikostí částic 45-105^m a prášek tavidla KAlF4 s velikostí částic 25-45 byly rovnoměrně smíchány v hmotnostním poměru 9:1 a slisovány do kvazi-40mm válcovitý prášek na studeném izostatickém lisu. Lisovací tlak jednotky je 100-300MPa. Poté ve vakuové slinovací peci se stupněm vakua 10-3Pa, slinováno při 300-550 stupních po dobu 2 hodin a ochlazeno na pokojovou teplotu v peci. Poté byl slinutý polotovar vytlačován vytlačovacím strojem za horka, s poměrem vytlačování 64:1, rychlostí vytlačování 2,2 m/min a teplotou vytlačování 400 stupňů, aby se vytlačil kvazi-5 mm přídavný kov pro tvrdé pájení. Hustota byla měřena pomocí drenážní metody. Metalografické vzorky byly mechanicky leštěny a leptány standardním Kellerovým činidlem (0,5 procenta HF plus 1,5 procenta HCl plus 2,5 procenta HNO3 plus 95,5 procent H2O) a mikrostruktura materiálu před a po extruzi za tepla byla pozorována rastrovacím elektronovým mikroskopem QUANTA200.

3.2 Experimentální závěr

(1) Velikost přítlačné síly určuje hustotu samovolně taveného prášku hliníkové pájky. Čím vyšší je lisovací síla, tím vyšší je hustota prášku. Když je lisovací tlak nízký, hustota prášku se rychle zvyšuje se zvyšováním lisovací síly; když je lisovací síla vysoká, se zvyšováním tlaku se hustota prášku pomalu zvyšuje. Když je lisovací síla asi 150 MPa, může relativní hustota prášku dosáhnout 80 procent a prášek má podmínky pro následné slinování a vytlačování za tepla.

(2) Konvenční proces slinování (včetně vakuového slinování) nemůže zvýšit hustotu samovolně taveného prášku hliníkové pájky. Při slinování při teplotě nižší než solidus se hustota vzorku nezvyšuje, ale snižuje; vyšší než teplota slinování solidus, vzorek se roztaví. A teplota slinování se zvyšuje, hustota slinutého prášku se odpovídajícím způsobem nezvýší.

(3) Během procesu vytlačování za horka dochází u slinutého bloku k plastické deformaci, mizí dutiny a hranice mezi vnitřními částicemi, zmenšují se dutiny a relativní hustota vzorku dosahuje 96,7 procenta. Z hlediska fázového složení jsou bílé částice KAlF4, malé černé tečky a primární krystal Si relativně rovnoměrně rozptýleny na matrici A1-Si.

Porézní kovová pěna má různé fyzikální vlastnosti, jako je poréznost, snížení vibrací, tlumení, pohlcování zvuku, zvuková izolace, odvod tepla, pohlcování energie nárazu, elektromagnetické stínění atd. Proto se stále více a více používá v obecných průmyslových oborech a vysokých -technické obory doma i v zahraničí. . Současný výzkum porézních kovových pěn je většinou prováděn pracovníky metalurgických nebo kovových materiálů pomocí jednotlivých-disciplinárních metod a výzkum porézních kovových pěn by měl začít integrací více oborů a znalostí. Je obtížné dosáhnout průlomu v jednom-disciplinárním výzkumu a je vhodné oddělit výzkum od aplikace. Budoucí výzkum by měl přijmout multi-disciplinární mezioborovou- penetraci, překonat fenomén oddělování přípravy materiálu a aplikace a provádět cílený výzkum s poptávkou jako objektem, aby se urychlil proces transformace vědy. a technologie do skutečné produktivity.