Porózus fémhab előkészítési módja és felhordása

A porózus fémhab az elmúlt évtizedekben kifejlesztett funkcionális anyag. Fogalma és besorolása nem egységes az akadémiai világban, de alapvetően a következő definíciók léteznek: A porózus fémhab egy bizonyos mennyiséget és méretet tartalmazó fémmátrix. Pórusméretű és bizonyos porozitású fémanyag. Porózus fémhabot először a SoSnik állított elő 1948-ban az Egyesült Államokban, higanyt olvadt alumíniumban elpárologtatva, ami miatt az emberek a fémekkel kapcsolatos ismeretei jelentős változáson mentek keresztül. Kitágul, ezzel megtörve azt a hagyományos elképzelést, hogy a fémeknek csak sűrű szerkezetük van. A porózus fémhab valójában fém és gáz összetett anyaga. Éppen ennek a különleges szerkezetnek köszönhető, hogy fémjellemzőkkel és buborékjellemzőkkel is rendelkezik, mint például kis sűrűség, nagy felület, jó energiaelnyelés, alacsony hővezető képesség. (zárt-lyuktest), nagy hőcserélő és hőelvezető képesség (-lyuktesten keresztül), jó hangelnyelés (-lyuktesten keresztül), kiváló áteresztőképesség (át{{4} }}lyuktest), jó elektromágneses hullámelnyelés (-lyukon keresztül), lángállóság, ellenállás Hőálló, hősokkállóság, gázérzékenység (egyes porózus fémek nagyon érzékenyek bizonyos gázokra), regenerálható, jó megmunkálhatóság , stb. Ezért, mint új típusú funkcionális anyag, széles körben alkalmazható az elektronikában, a kommunikációban, a vegyiparban, a kohászatban, a gépiparban, az építőiparban, a szállításban, sőt még a repüléstechnikában is.

1. Porózus fémhab elkészítési módja

1.1 Fémolvadékon alapuló eljárások

1.1.1 Légfúvásos habosítási eljárás

Először a SiC-t adják az olvadt fémhez. Al2O3 stb., hogy növelje az olvadt fém viszkozitását", majd speciális forgó fúvókával fújjon gázt (például levegőt. Argon. Nitrogént) az olvadékba [4!5]) Jelenleg a Hydro Aluminium Norvégiában és a Cymat Aluminium Kanadában Ezt a módszert habosított alumínium előállítására használják, "például öntött alumíniumötvözet AlSi10Mg (A359) vagy deformált alumíniumötvözet 1060" 3003 "6016" 6061 stb.) A habosított Az előállított alumínium elvileg tetszőlegesen hosszú lehet" és a szélessége megegyezik az alumínium folyadéktartályéval. Az ezzel a módszerrel előállított alumíniumhab porozitása 80-98%, sűrűsége 0,069-0,54 g/cm3" , az átlagos pórusméret 3~25 mm", a falvastagság pedig 50~85!m) A közvetlen habosítási eljárás előnye, hogy nagy tömbök folyamatos gyártása. Kis sűrűségű fémhab) Más módszerekkel összehasonlítva " Ez a módszer a legalacsonyabb költséggel jár o Lemezszélesség 70 cm" Vastagság 8-12 cm" Hossz 2 m" Termelékenység 500-600 kg/h) Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy a végfelhasználáskor le kell vágni, aminek következtében "kitárulnak a pórusok" és a feldolgozás erősítő részecskék használata "nehézség).

1.1.2 Habosítószer hozzáadása módszer

Az olvadék közvetlen habosításának másik módja, ha az olvadékhoz habosítószert adunk) A habosítószer hő hatására lebomlik, és gázt bocsát ki" a fémolvadék habosítására [6!7]) Az eljárást 1986-ban fejlesztette ki a japán Shinco Wire. cég "napi kibocsátása legfeljebb 1 00{{20}} kg alumíniumhab) Ennél a módszernél "először adjon hozzá Ca-t, majd keverje meg a viszkozitás növelése érdekében" Ez azért van, mert Az olvadékban CaO képződik. CaAl2O4 vagy Al4Ca) majd adjunk hozzá TiH2-t" a forró olvadékban hidrogén szabadulhat fel) Az olvadék hamarosan lassan tágulni kezd "lehűlés után szilárd alumíniumhabot képez) Az ezzel a módszerrel előállított alumíniumhab" az egyik legszélesebb körben elérhető alumíniumhab. A legegyenletesebb porozitás) Egyes szakirodalomban "A ZrH2-t alumíniumhab előállítására is használják" A habosítási hőmérsékletet 670~7056"-ra szabályozzák, és a hozzáadott mennyiség 0,5% ~0,6% ) Az alumíniumhab mérete a Shinco Wire Company által gyártott blokk [8] 2050 mm!! 650 mm!! 450 mm" Súly körülbelül 160 kg" A héj teljes sűrűségével együtt 0,27 g/cm3) Az él levágása után " A sűrűség általában 0,18-0,24 g/cm3" Az átlagos pórusméret 2-10 mm) sűrűség gradiens van vízszintes és függőleges irányban "és a sűrűség a felső közepén a legalacsonyabb) A jelentések szerint ez az alumíniumhab drágább) Ezért néhány más módszert is javasoltak" folyamatos gyártás és összetett formák előállításának elérése érdekében. Habosított fémalkatrészek) Hasonló eljárással „volfrámport és habosítószert adhatunk az olvadt vashoz" habosított vas előállítására) Amellett, hogy Ca az olvadék tulajdonságainak beállításához: "Oxigént is lehet fújni az olvadékba. Levegő vagy egyéb gázok a viszkozitás növelésére" porított Al2O3-at is adhatnak hozzá. MnO2 és SiC stb.) A fémgőzök olvadékhoz való hozzáadása okozta problémák leküzdése érdekében a bomlási sebesség túl gyors (" Lehetséges el nem bomlott anyagot tartalmazó habot készíteni először A szer alacsony olvadáspontú eutektikus vegyülete „például Al-Mg előforma”, majd az előformát a magas olvadáspontú ötvözethez adjuk a habosítási eljáráshoz) Ezen túlmenően „a habosító Az anyag hőmérséklete valamivel magasabb is lehet, mint a szolidusz hőmérséklete Bomlási hőmérséklet alatt A fémolvadékot akkor adják hozzá, amikor "keverik és megszilárdulnak), majd a kompozitot a habosítószer bomlási hőmérséklete fölé hevítik), így a tényleges habzási folyamat zajlik a második szakaszban)

1.2.3 Szilárd-gáz eutektikus megszilárdítási módszer

Shapovalov ukrán kohász et al. új módszert dolgozott ki porózus fémek előállítására szilárd{{0}}gázeutektikus átalakulással [9]) Bizonyos folyékony fémek hidrogénnel eutektikus rendszereket alkothatnak) Fémek olvasztása nagynyomású hidrogénben- környezet" érhető el. Hidrogéntartalmú fémolvadékok. A hőmérséklet csökkentésével „az olvadék végül eutektikus reakcióba lép", amely szilárd -gáz két-fázisú rendszert képez. Ha a rendszer összetétele elég közel az eutektikus összetételhez, ugyanazon a hőmérsékleti reakció mellett a szilárd -gáz szétválása megy végbe. Amikor a megszilárdulási sebesség 0,05 és 5 mm/s között van, "megnő a megszilárdulási front hidrogéntartalma", és buborékok keletkeznek. A folyamat paramétereit „szigorúan ellenőrizni kell", hogy a folyadékfázisból ne kerülhessenek ki buborékok. A kialakuló pórusforma elsősorban a hidrogéntartalomtól, az olvadék nyomásától, a hőleadás irányától és sebességétől, valamint a vegyszertől függ. összetétele a olvad. Általában a megszilárdulás iránya mentén megnyúlt nagy pórusok képződnek, "pórusméret 10!m~10 mm" pórushossz 100 mm~300 mm" oldalarány 1~300" porozitás 5 százalék ~75 százalék. Ezt a módszert GASAR"-nak hívják, ami a Gas Augmentation orosz rövidítése. A módszert használták porózus nikkel, réz, alumínium stb. előállítására. Ezen túlmenően, az eljárással porózus acél, kobalt, króm is előállítható , molibdén és még kerámia is. Az ezzel a módszerrel előállított porózus szerkezet egységessége azonban néha nem kielégítő, és tovább kell javítani.

1.1.4 Szivárgó öntési módszer

Porózus fémek úgy is előállíthatók, hogy folyékony fémet fecskendeznek be a szervetlen vagy szerves részecskék vagy üreges gömbök által alkotott üregekbe. Öntés után "a részecskék a fémben maradhatnak", úgynevezett összetett szerkezeteket alkotva, megfelelő oldószerekben, savakban is, vagy Részecskék eltávolítása hőkezeléssel Vermikulit, tűzálló agyaggömbök, oldható sók, laza duzzasztott agyag, a homokszemcsék, a habosított üveggömbök és az üreges alumínium-oxid gömbök mind felhasználhatók szervetlen töltőanyagként, amelyek üregeket képezhetnek. Ha az olvadék megszilárdulása elég gyors, a műanyag gömbök hordozóanyagként is szolgálhatnak az üregképződéshez. Ezzel a módszerrel nyitott cellás szerkezetű porózus fémek állíthatók elő. A perkolációs öntési módszer előnye, hogy a pórusméret-eloszlás pontosan szabályozható a töltőanyag részecskék méretének beállításával. "De a porozitás 80 százaléknál kisebb. A habosítási technikával kapott pórusméret és annak eloszlása ​​nem szabályozható" ill.

A porozitás elérheti a 98 százalékot is. Az ezzel a nyitott{1}}cellás szerkezetű porózus anyagból készült alkatrészek egy pneumatikus eszköz levegőkimenetére szerelhetők a vibráció csökkentése érdekében.

1.1.5 Befektetési öntési módszer

A módszer elve az, hogy a folyékony tűzálló anyagot beszivárogtatják a habszivacsba, majd levegőn-szárítják, megszilárdulnak, és sütik, hogy a habszivacsot lebontsák, és háromdimenziós hálózattal előregyártott formát alakítsanak ki. vázat, öntsön folyékony fémet az előregyártott formába, és távolítsa el a tűzálló anyagot a megszilárdulás után. Háromdimenziós hálózati szerkezetű fémhabot kaphatunk. Jelenleg mind Japánban, mind intézetünkben sikeresen készítenek hab alumínium mintákat ezzel a módszerrel. Az ezzel a módszerrel előállított minta az alapanyagra öröklődik, a pórusok háromdimenziósan kapcsolódnak-, a szerkezet egységes, nem korlátozza az anyag, a forma és a méret, és áthatol- lyuk fémhab különféle célokra. Hátránya, hogy a fémváz A szilárdság alacsony és a folyamat bonyolultabb. A fent említett-előkészítési eljárásokon kívül számos más módszer is létezik, mint például: üreges golyós adagolási módszer, laza porszinterelési módszer, rostkohászati ​​módszer stb. A porózus fémanyagok folyamatos, mélyreható{6}}kutatása során sok ország különböző előállítási módszereket javasolt. Az amerikai szabadalom szerint az amerikai ERG cég kifejlesztett egy "Duocel" elnevezésű előkészítési eljárást. Módszer habosított alumínium közvetlen előállítására túlhevített alumíniumolvadékból, vákuum környezetben. Az ezzel a módszerrel előállított habosított alumínium alacsony sűrűségű, de nagy szilárdságú. A kanadai alumíniumgyártó cég egyedülálló előkészítési eljárást dolgozott ki: a megszilárduló olvadt fémbe levegőt vezetnek, a gázt pedig habbá kondenzálják, miután a gáz kiürül. Ezzel a módszerrel nagy fémhab anyagokat lehet előállítani, és a keletkező anyag sűrűsége kicsi. Sanders Jr. megtervezte az alumíniumhab gyártási eljárását, az úgynevezett átmenő-tengely-fúvóka üreges gömb alakú alumíniumbuborékot, amely különösen alkalmas eutektikus Al-Si ötvözethab előállítására.

1.2 Poralapú-előkészítési folyamat

1.2.1 Porkohászat

A porkohászat szintén elterjedt módszer a habosított fém gyártására, amely széleskörű alkalmazási körrel rendelkezik. Sok fém (például alumínium, ón, vas, arany, cink, ólom stb.) és ezek ötvözete habosítható ezzel a módszerrel. Az eljárás során először a fémport megfelelő mennyiségű habosítószerrel egyenletesen elkeverik, majd a kevert port extrudálással, melegsajtolással vagy hengerléssel sűrű elő{0}}termékké dolgozzák fel, majd felmelegítik az elő{1}} terméket a kevert por olvadáspontjának közelébe, hogy habosítószert készítsünk. A bomlás során gáz keletkezik, és lehűlés után zárt{2}}cellás fémhab képződik.

Az olvadékhabosítási módszerhez képest a porkohászati ​​módszer könnyebben kezelhető és szabályozható; a habzási idő és a habzási hőmérséklet ésszerű megválasztásával különböző sűrűségű fémhab nyerhető. A porkohászat előállítási költsége azonban magasabb, mint az olvadékhabosításé, és nehéz nagy-térfogatú alkatrészeket előállítani.

1.2.2 Gázbefecskendezéses habosítási módszer

A porózus fémhabok előállítására jelenleg a legolcsóbb módszer a gázfúvásos habosítási módszer, amely hasonló az olvadékos habosítószeres habosítási módszerhez. A módszer szerint a gázt közvetlenül az olvadt fémolvadékba fújják a fémolvadék habosítására, a habosításhoz használt gáz lehet oxigén, argon, levegő, vízgőz, szén-dioxid és hasonlók. Az olvadékos habosítószer-habosítási eljáráshoz hasonlóan problémák merülnek fel, mint például a pórusok méretének és a fémmátrixban való eloszlásának szabályozása. A legfontosabb technológia az olvadt fém megfelelő viszkozitásúvá tétele. A fémolvadék viszkozitásának növelésére általában olyan intézkedéseket alkalmaznak, mint például a kalcium és a szilícium-karbid por ragasztóanyag hozzáadása. A fém összetételének kellően széles habzási hőmérséklet-tartományt kell biztosítania, hogy a képződött habcellák megfelelő egyenletességgel és stabilitással rendelkezzenek ahhoz, hogy a hab ne törjön meg a későbbi begyűjtési és formázási folyamat során. Ennek a módszernek a legnagyobb előnye az alacsony költség és az egyszerű ipari tömeggyártás

1.2.3 Szinterezési módszer

Vagyis magasabb hőmérsékleten az anyag egy kezdeti folyékony fázist hoz létre. A felületi feszültség és a kapilláris jelenség hatására az anyagrészecskék érintkeznek és kölcsönhatásba lépnek egymással. Lehűlés után az anyag megszilárdul és fémhab lesz. Kötőanyag, de a kötőanyagot a szinterezés során el kell távolítani. A fémhab porozitásának javítása érdekében töltőanyagok használhatók. A töltőanyagoknak is fel kell merülniük, fel kell oldódniuk vagy le kell bomlniuk. Töltőanyagként ammónium-klorid és metil-cellulóz használható. A nagy-porozitású fémhab készítésekor a szerves hordozókkal történő szinterezés módszere alkalmazható. Először a természetes szivacsot vagy mesterséges szivacsot a kívánt formára vágják, hogy teljesen fel tudja venni a fémport tartalmazó zagyot, majd felmelegítik, hogy a szivacsot száradás után lebontsák. , Folytassa a melegítést a fémorganikus vegyület lebontásához és az anyag szinterezéséhez. Lehűlés után nagy porozitású habosított fém nyerhető. Ez a módszer porrészecskék helyett fémszálakat is használ porózus fémek előállításához. Az ezzel a módszerrel előállított porózus fémek permeabilitása több tucatszor nagyobb, mint a poros módszerekkel kapotté. Ezenkívül nagy mechanikai szilárdsággal, korrózióállósággal és hőstabilitással is rendelkezik.

1.3 Leválasztási technológián alapuló előkészítési folyamat

1.3.1 Elektromos leválasztás módszere

Eljárás a kívánt specifikációjú és alakú habosított szerves anyag mátrixként való felhasználására, a folyékony fém fémgőzné történő elpárologtatására és a habosított szerves anyagra vákuum alatt történő lerakására, a szervesanyag-mátrix eltávolítására hűtés után, és szinterezésére, hogy habosított fémanyagot kapjunk. . A módszer előnye, hogy az előkészítés finom, a porozitás nagy, a pórusméret szabályos; hátránya, hogy nagy a beruházás, magas a gyártási költség, szigorúak az üzemeltetési feltételek. Ez a módszer elsősorban elektródaanyagok előállítására alkalmazható.

1.3.2 Gőzleválasztásos módszer

A nem -vezető hab szerves anyagot használják mátrixként, amelyet először érdesítenek, azaz a szerves anyagot savas körülmények között erős oxidálószerrel korrodálják, így a felületet a víz könnyen átnedvesíti és mikro-jelek. Az érdesítés után szenzibilizációt hajtanak végre, azaz a szerves hab felületén redukáló tulajdonságú fémionréteg adszorbeálódik. Az aktiválást szenzibilizáció után hajtják végre, vagyis a szerves hab felületén egy újabb katalitikus tulajdonságú fémionréteget adszorbeálnak, majd egy galvanizálási oldatba helyezik, hogy egy egységes fémréteget kapjanak, amely vezetőképesen kapcsolódik a habhoz. a szerves anyag felülete. Az elektromosan bevont szerves anyagokat végül galvanizálják, hogy megkapják a kívánt fémtípust és vastagságot. A magas hőmérsékletű kezelés-lebontja a szerves anyagokat, így habosított fémanyag keletkezik. Ennek a módszernek az előnyei a nagy porozitás és a szabályos pórusméret; hátránya a problémás működés, a nagy beruházás és a magas előállítási költség. Ez a módszer elsősorban habosított nikkel, alumínium, réz, ezüst stb. előállítására alkalmas.

2. Porózus fémhab teljesítményjellemzői és alkalmazásai

Megalakulása óta a porózus fémhab szerkezeti anyagként a könnyű súly és a nagy fajlagos szilárdság jellemzőivel rendelkezik; funkcionális anyagként porózus, rezgéscsökkentő, csillapító, hangelnyelő, hangszigetelő, hőleadó, ütési energiaelnyelő, elektromágneses árnyékolás stb. jellemzőkkel rendelkezik. Ezért egyre szélesebb körben alkalmazzák az általános ipari területeken, ill. high-tech területeken itthon és külföldön egyaránt. A konkrét alkalmazások a következők: Rezgéscsökkentő és csillapító tulajdonságait pufferek és rezgéscsillapítók készítésére használja, például űrhajók futóművei, felvonóátviteli biztonsági párnák, különféle csomagolódobozok, különösen légi szállítás csomagolódobozok, gépágy, alap, lengéscsillapító abszorber stb. Csillapító gyűrű a fogaskerék vibrációjához és zajához, energia-elnyelő bélése a nagy sebességű-csiszolóhoz, ez az alkalmazás a hang-elnyelés és a hang{2} alkalmazásának is tekinthető {4}}porózus fémhab szigetelő tulajdonságai; Olyan szerkezetek készítésére használták, mint például hangszigetelő panelek, elektronikus műszerek házai és elektromos árnyékoló helyiségek az építőiparban; porozitását vegyi szűrőkben, víztisztító gázosítókban, valamint automatikus tankoláshoz olajjal{5}}impregnált csapágyakban, illatosított díszítésekben stb. használták; könnyű súlyának és nagy fajlagos szilárdsági jellemzőinek köszönhetően vízi úszók, sporteszközök (például szánkók stb.) és repülőgépek megfelelő alkatrészei készítésére szolgál. A vonatkozó információk szerint a porózus fémhabok repülőgépgyártáshoz való felhasználásának nemcsak az az előnye, hogy csökkenti a súlyt és energiát takarít meg, hanem azzal az előnnyel is jár, hogy amikor az űrállomás befejezi küldetését, újra be{6}}tud a légkört, és gyorsan és teljesen égnek a légkörben. Gázzá alakítható az űrpazarlás csökkentése érdekében; hőleadó teljesítményét felhasználva radiátorok gyártására használták; lengéscsillapító, rezgéscsillapító és csillapító hatásának köszönhetően,

Használták gépkocsik, vonatok oldalának és elejének ütközőalkatrészeinek, valamint katonai páncélozott járművek ütközésvédelmi anyagainak készítésére.

2.1 Elektróda anyaga

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 százaléka) lehetőséget kínál ezen akkumulátortulajdonságok javítására. Például ha nikkelhabot használnak az elektróda anyagaként a Ni-Cd akkumulátor elektródájához, az elektróda gáz-folyadékleválasztása jó, a túlfeszültség alacsony, az energiahatékonyság 90 százalékkal növelhető, a kapacitás 40 százalékkal növelhető, és gyorsan feltölthető. A kadmium elemek, a nikkel{5}}fémhidrid akkumulátorok és az újratölthető alkáli elemek általában nikkelhabot használnak pozitív és negatív lemezként a kapacitás növelése érdekében, ami áttörést jelent az akkumulátoriparban.

2.2 Katalizátor

A kémiai reakciókban, különösen a szerves kémiai reakciókban a katalizátorok gyakran nagyon fontos szerepet játszanak. Minél nagyobb a katalizátor felülete, annál jobb, és a nagy porozitás miatt a porózus fémhab nagy fajlagos felülettel rendelkezik. A vegyiparban a nikkelhab közvetlenül felhasználható nikkelkatalizátorként, vagy a nikkelhabból katalizátorhordozó készíthető. A nagy porozitású porózus fémhab hordozóként nagymértékben diszpergálttá teheti a katalizátort, és nagyobb szerepet játszhat, teljesítménye pedig sokkal jobb, mint a kerámia katalizátorhordozóké.

2.3 Folyadéknyomás pufferanyag

A porózus fémhab gáz- vagy folyadékvezetékbe szerelhető. Amikor a folyadék nyomása vagy áramlási sebessége az egyik oldalon erősen ingadozik, a porózus fémhab elnyelheti a folyadék kinetikai energiájának egy részét, és késlelteti a folyadék behatolását, így a porózus fémhab felszívódhat. A fém test másik oldalán lévő ingadozások nagymértékben csökkennek, és ez a hatás a precíziós műszerek védelmére használható.

2.4 Mechanikus vibrációs pufferanyag

Ha a porózus fémhabot a vibrációs rész csatlakozási pontjára helyezzük, a mechanikai ütközési energia egy része a porózus habanyag rugalmas deformációja által elnyelhető. A jelentések szerint a {{0}},05-0,15 g/cm3 sűrűségarányú alumíniumhab energiaelnyelése 20-180 MJ/m3. Az erős energiaelnyelő képesség lehetővé teszi az autó lökhárítójában, sőt az űrhajó futóművében való használatát is. Pufferként is használható felvonó szállítórendszerek, köszörűgépek energia-elnyelő burkolatai, deformálható anyagok az autó utasülései előtt és hátul a biztonság javítása érdekében, valamint a kiváló rezgéscsillapító tulajdonságok is habot képeznek. rakétákhoz és sugárhajtású gépekhez lehetséges technológia. Motortartó anyag.

2.5 Hangelnyelő anyag

A hanghullám is egyfajta rezgés, így amikor a hang áthalad a porózus fémhabon, az szétszóródhat és beavatkozhat az anyagba, a hangenergiát pedig elnyeli az anyag, így a porózus fémhab is felhasználható. hangelnyelő anyag, azaz hang{0}}elnyelő anyag, amely hangelnyelő-anyag. Az alkalmazások gáz- és gőzvezetékekben egyaránt elérhetőek.

2.6 Lángálló és robbanásbiztos-anyagok

A porózus fémhab jó folyadékáteresztő képességgel rendelkezik, és hatékonyan képes megakadályozni a láng terjedését és bizonyos tűzállósággal rendelkezik, így a tűzveszélyes folyadék vagy gáz szállítására szolgáló csővezetékbe helyezhető, hogy megakadályozza a láng terjedését, mert a folyadék Gyulladás lehetséges, ha a szállítási sebesség megnő (a hangsebesség kb. 15 MPa nyomást hoz létre a robbanási határ közelében). A kísérletek azt mutatják, [13], hogy a 6 mm vastag porózus fémhab meg tudja állítani a 210 m/s-os szénhidrogén égési sebességű lángot. A mechanizmus azzal magyarázható, hogy amikor a lángban lévő magas hőmérsékletű gáz vagy részecskék áthaladnak a porózus fémhabanyagon, a gyors hőcsere miatt a hő elnyelődik és disszipálódik, így a gáz vagy részecskék hőmérséklete a gyulladási pont alá csökken. és megakadályozzák a láng terjedését.

2.7 Spontán izzadtság hűtőanyag

A szilárd hűtőfolyadék megolvad, és beszivárog a hőálló fémből készült porózus vázba-. Ha magas hőmérsékletnek van kitéve, az anyag belsejében lévő hűtőközeg megolvad és elpárolog, és nagy mennyiségű hőenergiát vesz fel, így az anyag egy bizonyos ideig képes fenntartani a hűtőközeggázt. A hőmérséklet szintjén a kiáramló folyadék és gáz folyékony filmet vagy gázfilmet képez az anyag felületén, amely el tudja szigetelni az anyagot a külső magas hőmérsékletű környezettől. Ez a folyamat a hűtőfolyadék elfogyásáig végezhető. Mivel a hűtőmechanizmus egyenértékű azzal, hogy maga az anyag „izzad”, ezért önizzadt hűtőanyagnak-nevezzük.

2.8 Eltérő hűtőanyag

A divergens hűtés egy olyan fejlett hűtési technológia, amely egy gáznemű vagy folyékony hűtőközeget kényszerít, hogy áthaladjon egy porózus anyagon, így az anyag felületén jó hőszigetelő képességgel rendelkező, folyamatos és stabil gázhatároló réteg jön létre, amely elszigeteli az anyagot a hőtől. folyam. nyitott, hogy nagyon ideális hűsítő hatást érjen el. Példaként a folyékony hidrogén-folyékony oxigénes motor tolókamrás befecskendező paneljét tekintve, az eltérő hűtést követően annak egyik oldala -150 fokos hidrogén, a másik oldala 3500 fokos gáz, és az anyag forró felületének hőmérséklete csak 80-200 fok. fok között [14]. A divergens hűtésre használt porózus anyagnak képesnek kell lennie a beszivárgás mértékének pontos szabályozására ésszerű tartományon belül, egyenletes szellőzés, kis kanyargós pórusok, a közeg egyenletes áramlása mellett, és meg kell felelnie az alapvető hőálló szerkezeti anyag követelményeinek. , bizonyos erővel és merevséggel. és szívósság, válasszon jó antioxidációs tulajdonságokkal rendelkező anyagokat, hogy megakadályozza a véletlen oxidációt elzáró pórusokat, a szinterezett drótháló porózus habanyag a legjobb választás.

2.9 Szűrőanyag

A porózus fémhabot a megfelelő formára készítjük, és szűrőanyagként használható folyadékok (például víz, oldatok, benzin, kenőolajok, hűtőközegek, polimer olvadékok) szilárd anyagok vagy szuszpenziók kiszűrésére. A leggyakrabban használt porózus fémhab anyagok a bronz vagy a rozsdamentes acél. Nagyon korrozív folyadékokban nemesfémeket, például Au-t használnak.

3. Alumíniumötvözet forrasztóanyag készítése porkohászattal

3.1 Kísérleti anyagok és módszerek

A 45-105 ^m szemcseméretű A1-Si forrasztóport és a 25-45 szemcseméretű KAlF4 folyasztószert 9:1 tömegarányban egyenletesen összekevertük, majd belepréseltük. egy kvázi 40 mm-es hengeres por hideg izosztatikus présen. Az egység préselési nyomása 100-300 MPa. Majd 10-3Pa vákuumfokú vákuum szinterező kemencében, 300-550 fokon 2 órán át szinterezve, majd a kemencével szobahőmérsékletre hűtve. Ezután a szinterezett nyersdarabot 64:1 extrudálási aránnyal, 2,2 m/perc extrudálási sebességgel és 400 fokos extrudálási hőmérséklettel forró forró extruderrel extrudáltuk egy kvázi 5 mm-es keményforrasztó töltőanyag extrudálására. A sűrűséget vízelvezető módszerrel mértük. A metallográfiai mintákat mechanikusan políroztuk és standard Keller-reagenssel (0,5 százalék HF plusz 1,5 százalék HCl plusz 2,5 százalék HNO3 plusz 95,5 százalék H2O) marattuk, és QUANTA200 pásztázó elektronmikroszkóppal megfigyeltük az anyag mikroszerkezetét a forró extrudálás előtt és után.

3.2 Kísérleti következtetés

(1) A nyomóerő nagysága határozza meg az ön-folyósított alumínium forrasztópor sűrűségét. Minél nagyobb a nyomóerő, annál nagyobb a por sűrűsége. Ha a préselési nyomás alacsony, a por sűrűsége gyorsan növekszik a nyomóerő növekedésével; ha nagy a nyomóerő, a nyomás növekedésével a por sűrűsége lassan növekszik. Ha a nyomóerő körülbelül 150 MPa, a por relatív sűrűsége elérheti a 80 százalékot, és a pornak megvannak a feltételei a későbbi szinterezéshez és a forró extrudáláshoz.

(2) A hagyományos szinterezési eljárás (beleértve a vákuumszinterezést is) nem tudja növelni az ön-folyósított alumínium forrasztópor sűrűségét. A szilárdtestnél alacsonyabb hőmérsékleten szinterezve a minta sűrűsége nem növekszik, hanem csökken; magasabb, mint a szolidusz. A szinterezési hőmérsékleten a minta megolvad. És a szinterezési hőmérséklet növekszik, a por szinterezett sűrűsége ennek megfelelően nem növekszik.

(3) A forró extrudálási folyamat során a szinterezett tuskó képlékeny deformáción megy keresztül, az üregek és a belső részecskék közötti határok eltűnnek, az üregek csökkennek, és a minta relatív sűrűsége eléri a 96,7 százalékot. A fázisösszetétel szempontjából a fehér KAlF4 részecskék, a kis fekete pontok és a primer Si kristály viszonylag egyenletesen oszlanak el az A1-Si mátrixon.

A porózus fémhab különféle fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például porozitás, rezgéscsökkentés, csillapítás, hangelnyelés, hangszigetelés, hőleadás, ütési energiaelnyelés, elektromágneses árnyékolás stb. Ezért egyre szélesebb körben használják az általános ipari területeken és magas. -technikai területek itthon és külföldön egyaránt. . A porózus fémhabokkal kapcsolatos jelenlegi kutatásokat többnyire kohászati ​​vagy fémipari munkások végzik egy-diszciplináris módszerekkel, a porózus fémhabok kutatását pedig több tudományág és tudás integrálásával kell kiindulni. Nehéz áttörést elérni egyetlen-diszciplináris kutatásban, és tanácsos a kutatást elválasztani az alkalmazástól. A jövőbeli kutatásoknak multi-diszciplináris kereszt-penetrációt kell alkalmazniuk, le kell küzdeniük az anyag-előkészítés és -felhasználás szétválásának jelenségét, és célzott kutatásokat kell végezniük az igényekkel, hogy felgyorsítsák a tudomány átalakításának folyamatát. és a technológia valódi termelékenységbe.