Ir-Riċerka U l-Applikazzjoni tal-Istatus tal-Iżvilupp tal-fowm tal-metall

Fowm tal-metall huwa materjal tal-metall poruż li jifforma bżieżaq numerużi fil-matriċi tal-metall, magħrufa wkoll bħala fowm tal-metall poruż. Minħabba li għandu kemm proprjetajiet tal-metall kif ukoll xi proprjetajiet fiżiċi speċjali ta 'non-metalli, irċieva attenzjoni mifruxa fid-dar u barra. F'dawn l-aħħar snin, sar progress kbir fir-riċerka teoretika dwar l-iżvilupp, l-applikazzjoni u l-iżvilupp tal-metall tal-fowm u l-proprjetajiet strutturali tiegħu.

1. Ħarsa ġenerali lejn l-iżvilupp tal-fowm tal-metall fid-dar u barra

Peress li SOSNIK fl-Istati Uniti żied l-ewwel merkurju ma 'l-aluminju biex jipproduċi aluminju bil-fowm fl-1948, ir-riċerkaturi għamlu ħafna xogħol fuq il-preparazzjoni, ir-riċerka tal-prestazzjoni u l-iżvilupp ta' l-applikazzjoni tal-metall bil-fowm. Is-sistema tal-metodu hija ġeneralment iffissata, li tista 'tinqasam f'metodu ta' ikkastjar, metodu ta 'depożizzjoni tal-metall, metodu tal-metallurġija tat-trab, metodu ta' depożizzjoni tal-isprej, eċċ Fost dawn, il-metodu tal-ikkastjar huwa l-aktar ekonomiku, u għamel progress kbir fl-applikazzjoni prattika f'dawn l-aħħar. snin. Pereżempju, il-Kumpanija Roa Amerikana u l-Istati Uniti u l-Ġappun ipproduċew b'suċċess il-gradi tal-liga taċ-ċomb ta 'profili tal-aluminju tal-fowm 7075 u ALMAG35 bil-metodu tar-ragħwa dirett u l-metodu tal-ikkastjar tal-investiment rispettivament.

Mid-dehra tal-fowm tal-metall għas-snin sebgħin u tmenin, ir-riċerka ffukat prinċipalment fuq il-preparazzjoni tar-ragħwa tal-metall. Pereżempju, is-soluzzjoni tal-problema taż-żieda fil-viskożità fil-preparazzjoni tar-ragħwa tal-aluminju għandha impetu kbir għall-preparazzjoni tal-fowm tal-aluminju; barra minn hekk, il-proposta u l-applikazzjoni tal-mekkaniżmu tal-qalba tal-bużżieqa hija avvanz kbir fil-preparazzjoni tal-metall tal-fowm. It-teorija hija bħaż-żieda ta 'aġent tan-nukleazzjoni fil-proċess ta' solidifikazzjoni tal-metall, li jagħmel possibbli l-iffurmar dirett ta 'fowm tal-metall.

Issa l-produzzjoni tal-aluminju bil-fowm setgħet twettaq produzzjoni kontinwa minn ragħwa sal-proċess tal-iffurmar.

(A) Għal produzzjoni kontinwa ta 'aluminju kbir; (B) Għal produzzjoni kontinwa ta 'pjanċi kbar b'ċerta ħxuna; (c) Għal kkastjar li jistgħu jintużaw biex jipproduċu ċertu forma; (D) Għal produzzjoni kontinwa ta 'ċertu ikkastjar ta' forma. Dan il-metodu huwa li tinkiseb fowm tal-metall imdewweb stabbli skond it-teorija tal-qalba tal-bużżieqa, u mbagħad iġbedha għall-iffurmar biex tikseb prodott lest tal-forma mixtieqa.

Min-naħa l-oħra, diversi pajjiżi investew ħafna ħaddiema u riżorsi materjali biex itejbu l-proprjetajiet tal-fowm tal-metall, u l-kontenut tar-riċerka prinċipalment jinkludi liga, trattament bis-sħana, rinforz tal-fibra jew metodi oħra ta 'rinforz tal-fowm tal-metall. Fosthom, il-materjal tal-fowm poruż ta' qawwa-Gasser żviluppat mill-metallurgist Ukrain Shapovalov huwa l-aktar tipiku. Dan il-materjal għandu grad għoli ta 'integrità strutturali u għandu saħħa u ebusija ħafna ogħla minn materjali tal-fowm poruż konvenzjonali.

Barra minn hekk, f'dawn l-aħħar snin, fit-teorija twettaq ukoll studju sistematiku ta 'foams tal-metall. L-ewwelnett, fir-riċerka dwar il-parametri strutturali tal-fowm tal-metall, in-nies iħossu dejjem aktar il-partikolarità tar-ragħwa tal-metall fl-istruttura fiżika, mhuwiex biss materjal strutturali, iżda materjal multifunzjonali b'ħafna proprjetajiet fiżiċi. Il-proprjetajiet speċjali tiegħu jistgħu jinstabu mill-istruttura tiegħu. Pereżempju, il-kejl u r-riċerka tal-porożità miftuħa u l-porożità magħluqa tal-pori tal-metall tal-fowm, il-kejl statistiku tad-daqs tal-pori, il-kejl tal-erja tal-wiċċ speċifika u l-influwenza ta 'dawn il-parametri fuq il-prestazzjoni tal-metall tal-fowm. It-tieni nett, huwa li tistudja l-proprjetajiet tal-metall tal-fowm, bħal karatteristiċi ta 'deformazzjoni, karatteristiċi ta' assorbiment tal-ħoss u karatteristiċi ta 'frizzjoni interna ta' damping tal-metall tal-fowm. Dawn l-istudji jipprovdu bażi teoretika għar-riċerka applikata.

Saru kisbiet kbar fl-applikazzjoni u r-riċerka tal-metall tal-fowm, u biċċiet żgħar u kbar ġew ippreparati u daħlu fl-istadju tal-produzzjoni u l-applikazzjoni tal-prova. Pereżempju, ir-ragħwa tal-aluminju prodotta minn Sumitomo Electric Co., Ltd tal-Ġappun tintuża biex timmanifattura xi partijiet ta' karozzi u partijiet ta' spikers reżistenti għas-sħana-u l-brix-; fuq il-ferroviji, ir-ragħwa tal-aluminju tintuża biex tagħmel ħitan li ma jgħaddix ħoss għall-kmamar tal-ġenerazzjoni tal-enerġija tal-arja-kondizzjonata. Barra minn hekk, l-aluminju bil-fowm jintuża wkoll bħala materjal ta' apparat ta' prova ta' xokk-għal strumenti ta' preċiżjoni.

Ir-riċerka domestika dwar il-foam metal bdiet biss fis-snin tmenin. Wara aktar minn 10 snin ta 'esplorazzjoni u riċerka, xi unitajiet ta' riċerka bħal Southeast University, Guizhou Academy of Sciences, Dalian University of Technology, Southwest Aluminum Processing Factory inizjalment ħakmu l-metodu ta 'produzzjoni tal-fowm tal-metall. Fost dawn, l-Università tax-Xlokk u l-Akkademja tax-Xjenzi ta 'Guizhou huma l-aktar avvanzati. B'mod partikolari, l-Akkademja tax-Xjenzi ta 'Guizhou pproduċiet b'suċċess profili tal-fowm tal-aluminju fuq skala kbira- billi tuża l-metodu tar-ragħwa dirett b'aġenti tar-ragħwa irħas. Wara l-ittestjar mill-Istitut tal-Akustika tal-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi u unitajiet oħra, l-assorbiment tal-ħoss, ilqugħ, assorbiment ta 'xokk u effetti ta' reżistenza għall-impatt, gravità speċifika U indikaturi ta 'prestazzjoni oħra, laħqu l-indikaturi ta' prodotti barranin simili. Fil-preżent, Southeast University hija attiva ħafna fir-riċerka dwar il-preparazzjoni u l-proprjetajiet tal-metall bil-fowm. Huma jiffokaw prinċipalment fuq il-preparazzjoni ta 'l-aluminju bil-fowm bil-metodu ta' infiltrazzjoni, u wettqu esperimenti ta 'simulazzjoni fuq il-metodu ta' infiltrazzjoni u ppreparaw l-aluminju bil-fowm bil-metodu ta 'infiltrazzjoni. Materjali komposti tal-polimeru, l-Università tat-Teknoloġija ta 'Hebei ppreparat b'suċċess fowm tal-ħadid li jdub għoli-biż-żieda ta' aġenti li jiffurmaw il-pori-, u kisbet riżultati sodisfazzjoni.

F'termini tal-preparazzjoni tal-metall tal-fowm, hemm ħafna riċerki domestiċi dwar il-metodu tar-ragħwa, il-metodu metallurġiku u l-metodu ta 'perkolazzjoni, u bażikament laħqu mal-livell ta' pajjiżi żviluppati barranin, iżda r-riċerka dwar il-metodu ta 'produzzjoni kontinwu għadha vojta, u jeħtieġ li jiġi żviluppat biex jadatta għall-kundizzjonijiet domestiċi. Metodu ta 'produzzjoni kontinwu.

F'termini ta 'prestazzjoni teoretika, ir-riċerka domestika hija relattivament bikrija, u l-qasam tar-riċerka huwa bażikament fil-livell internazzjonali ewlieni, bħall-kejl tal-parametri strutturali tal-metall tal-fowm, il-prestazzjoni tat-tnaqqis tal-ħoss, il-prestazzjoni tal-assorbiment tal-ħoss taħt l-ilma, il-prestazzjoni tad-damping, eċċ. saret ħafna riċerka, u kisbet riżultati konsiderevoli. In-numru ta 'pori fil-metall tal-fowm huwa enormi u d-daqsijiet huma differenti. Huwa estremament diffiċli li jitkejlu manwalment dawn il-parametri strutturali. Fil-letteratura, l-informazzjoni grafika tal-metall tal-fowm tiddaħħal fil-kompjuter u l-ipproċessar tad-dejta jitwettaq biex jitkejjel id-dijametru medju u d-distribuzzjoni tad-daqs tal-pori tal-pori. Issolvi l-problema tal-kejl tal-parametri strutturali tal-metall tal-fowm. Fowm tal-metall huwa tip ta 'materjal ħafif u għoli ta' damping b'żerriegħa ta 'assorbiment ta' enerġija għolja. Il-karatteristika tad-damping tagħha hija frizzjoni interna mhux lineari li hija relatata mill-qrib mal-amplitudni tar-razza, iżda m'għandha l-ebda relazzjoni sinifikanti mal-frekwenza tat-tensjoni. Ir-riċerka f'dan il-qasam kienet irrappurtata biss barra minn Malta fl-1998.

F'termini ta 'applikazzjoni, hemm ftit riċerki domestiċi. Għalkemm ir-riċerka dwar il-prestazzjoni teoretika pproponiet ħafna possibbiltajiet ta 'applikazzjoni, hija diżakkoppjata mill-iżvilupp tal-applikazzjoni, u m'hemm l-ebda rapport dwar l-applikazzjoni tal-metall tal-fowm.

2. L-istat tal-preparazzjoni tal-ħadid bil-fowm

Għalkemm ir-ragħwa tal-metall għandha storja ta 'kważi 50 sena, ir-riċerka u l-iżvilupp tar-ragħwa tal-metall hija l-aktar ibbażata fuq metalli ħfief, speċjalment ir-riċerka dwar l-aluminju bil-fowm hija l-aktar estensiva. Dan huwa dovut għall-punt tat-tidwib baxx tal-aluminju u l-ligi tiegħu, proprjetajiet tajbin tal-ikkastjar, u tqandil faċli tal-metall imdewweb. Barra minn hekk, il-materjali li jistgħu jintużaw biex jagħmlu metall tal-fowm jinkludu metalli b'punt ta 'tidwib baxx bħal cu, Zn u l-ligi tagħhom, iżda dawn il-materjali huma ferm inqas estensivi mir-riċerka u l-iżvilupp tal-aluminju tal-fowm.

Għar-riċerka ta 'fowm tal-metall b'punt ta' tidwib għoli, hemm prinċipalment ligi bbażati fuq Ni-, Ti-u bbażati fuq D-, u l-metodu ta 'produzzjoni huwa prinċipalment sinterizzazzjoni tal-metallurġija tat-trab. Rapporti f'dan ir-rigward dehru biss f'dawn l-aħħar snin, bħall-użu ta' ligi bbażati fuq Ni- biex jipproduċu elettrodi porużi rqaq.

Ir-rapporti ta 'riċerka dwar il-ħadid bil-fowm huma saħansitra aktar rari, jinstabu biss ftit rapporti relatati dwar il-ħadid-li fih metall tal-fowm tad-deheb tat-Tajwan, wieħed huwa Cu-Fe. Il-produzzjoni tal-metall tal-fowm sn, li fiha l-kontenut Fe (frazzjoni tal-massa) huwa 60 fil-mija sa 80 fil-mija, u l-cu huwa 10 fil-mija sa 30 fil-mija, li tinkiseb permezz ta 'sinterizzazzjoni tal-metallurġija tat-trab, u l-porożità tagħha hija 10 fil-mija sa 35 fil-mija [3U]; Fe-Cr-AI ieħor. RE Taijin, Fe jammonta għal 70 fil-mija ~ 8O fil-mija, prodott ukoll b'metodu ta 'sinterizzazzjoni, Fe jeżisti fil-forma ta' fibri "; hemm ukoll trab Fe u trab ieħor tal-metall imwaħħal ma 'struttura ta' grilja tar-reżina li twaħħal, u mbagħad sinterizzat biex tinkiseb folja rqiqa tal-fowm tal-metall, li tintuża bħala elettrodu Barra minn hekk, hemm rapporti dwar il-preparazzjoni tar-ragħwa tal-ħadid bil-metodu ta 'infiltrazzjoni, u rapporti dwar il-preparazzjoni tar-ragħwa tal-ħadid bil-metodu tal-ballun vojt, iżda ma ġewx popolarizzati .

Fi ftit kliem, il-preparazzjoni u l-applikazzjoni ta 'ragħwa tal-ħadid li jdub-għoli hija biss fil-bidu tagħha, u l-metodu huwa relattivament kumpless u sempliċi. Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġu riċerkati u żviluppati metodi ta' preparazzjoni għal-fowm tal-ħadid li jdub għoli u metalli oħra ta'-tidwib-għoli u l-ligi tagħhom, sabiex jintużaw kemm jista' jkun malajr Dan il-materjal funzjonali b'ħafna proprjetajiet speċjali jikkontribwixxi għall-umanità.

3. Karatteristiċi u applikazzjonijiet ta 'fowm tal-metall

Peress li hemm ħafna toqob fil-metall tal-fowm, id-daqs, in-numru, l-uniformità, il-konnettività u l-għeluq tat-toqob se jaffettwaw il-prestazzjoni tiegħu.

3.1 Parametri u karatteristiċi strutturali

1) Daqs tal-pori: Id-daqs tal-pori ġeneralment jirreferi għad-dijametru medju tal-pori, li huwa l-parametru bażiku tal-fowm tal-metall. Id-daqs tal-pori tal-metall tal-fowm huwa ġeneralment akbar, O. 1-10mm jew aktar (ġeneralment, l-apertura tal-metall tal-metallurġija tat-trab mhix aktar minn 0.3mm).

2) Porożità totali, porożità effettiva: Porożità totali tirreferi għall-proporzjon tal-volum okkupat mill-pori mal-volum totali (li jista 'jinkiseb bil-metodu tal-użin). Peress li mhux il-pori kollha huma konnessi ma 'xulxin, il-proporzjon tal-pori konnessi mal-volum totali jissejjaħ il-porożità effettiva. Biss meta l-pori kollha huma konnessi, il-porożità L totali hija ugwali għall-porożità L effettiva. Il-porożità tal-fowm tal-metall hija relattivament għolja, u l-porożità tagħha hija bejn 40 fil-mija u 90 fil-mija.

3) Permezz tal-porożità: il-proporzjon tad-dijametru medju tal-kanal tal-pori għad-dijametru medju tal-pori fuq kwalunkwe sezzjoni huwa l-porożità permezz.

4) Gravità speċifika u erja tal-wiċċ speċifika: il-gravità speċifika tal-metall tal-fowm hija ħafifa. Ġeneralment biss 1/10-3/5 tal-istess volum tal-metall. L-erja tal-wiċċ speċifika tagħha hija akbar, li hija lO-40cm²/cm³

3.2 Karatteristiċi tal-prestazzjoni

3.2.1 Piż ħafif u gravità speċifika żgħira

Minħabba l-eżistenza ta 'ħafna toqob kbar u żgħar fil-matriċi tal-metall, dan il-materjal huwa ovvjament ħafif fil-piż. Il-gravità speċifika hija żgħira. Il-gravità speċifika tal-aluminju bil-fowm tvarja minn {{0}}.2 sa 0.5 g/ċm, u l-valur medju tiegħu huwa biss 1/10 ta 'dak tal-aluminju.

3.2.2 Proprjetajiet mekkaniċi

Is-saħħa tat-tensjoni tal-metall tal-fowm hija relattivament baxxa. Is-saħħa speċifika hija wkoll relattivament baxxa, iżda s-saħħa kompressiva u s-saħħa tal-flessjoni huma għoljin. Is-saħħa tat-tensjoni ta 'l-aluminju bil-fowm hija biss madwar 1/100 ta' dik ta 'l-aluminju, u s-saħħa speċifika hija madwar 1/10 ta' dik ta 'l-aluminju. L-aluminju bil-fowm għandu separabilità baxxa. Pereżempju, il-fowm tal-aluminju m'għandux id-duttilità tal-aluminju tal-metall, u kważi l-ebda deformazzjoni tal-plastik ma sseħħ taħt pressjoni. Il-modulu elastiku ta 'l-aluminju bil-fowm imkejjel bit-test tal-liwi huwa madwar 1/50-1/100 ta' dak ta 'liga ta' l-aluminju.

3.2.3 Karatteristiċi tal-assorbiment tal-enerġija tax-xokk

Il-materjal tal-metall tal-fowm għandu netwerk uniku, struttura poruża mhux-direzzjonali, u l-ebda effett ta 'rebound. Permezz tat-test tal-istress-strain ta' dan il-materjal, jinstab li r-razza tiegħu għadha lura wara l-istress bil-qawwi, u fl-istress kompressiv-strain curve E line Li jkun fih plateau twil, fowm tal-metall huwa materjal bi proprjetajiet ta 'assorbiment ta' enerġija ta 'impatt għoli.

3.2.4 Proprjetajiet termofiżiċi

Il-metall bil-fowm ġeneralment għandu reżistenza għolja tas-sħana, anke jekk it-temperatura tilħaq il-punt tat-tidwib tal-liga bażi, mhux se tinħall. Pereżempju, il-ligi ALMAG għandhom firxa ta 'temperatura ta' 560-640. C, iżda l-liga tal-fowm tal-liga ALMAG tissaħħan għal 1400 fl-atmosfera. C lanqas ma jinħall.

3.2.5 Prestazzjoni tat-trażmissjoni

Il-permeabilità hija furketta-karatteristika ta' fowm tal-metall permezz ta'-ċellula. Permezz tal-aġġustament tal-istruttura tal-pori tal-metall tal-fowm (bħal porożità, daqs tal-pori, permezz tal-porożità, eċċ.). Jistgħu jinkisbu materjali tal-metall bil-fowm b'rekwiżiti ta 'permeabilità differenti.

3.2.6 Akustika u Elettriku

Għal -fowm tal-metall toqba, meta l-mewġa tal-ħoss tmiss il-wiċċ tal-metall, tidħol fit-toqba tar-ragħwa tal-metall permezz ta 'riflessjoni mxerrda, u l-vibrazzjoni interna tal-metall tikkonverti l-enerġija tal-ħoss f'enerġija tas-sħana, li tilgħab a rwol fit-tnaqqis tal-istorbju. Mewġ elettromanjetiku ntuża biex jittestja l-metall tal-fowm, u nstab li l-metall tal-fowm kellu wkoll l-effett li jassorbi mewġ elettromanjetiku, għalhekk il-metall tal-fowm kellu wkoll effett ta 'lqugħ fuq il-mewġ elettromanjetiku.

3.3 Applikazzjoni tal-fowm tal-metall

Fid-dawl tad-diversi tipi ta 'metall tal-fowm imsemmija hawn fuq, hemm ħafna oqsma ta' applikazzjoni korrispondenti tal-metall tal-fowm. Il-ħtieġa għall-applikazzjoni hija wkoll is-sinifikat tal-iżvilupp ta 'dan it-tip ġdid ta' materjal.

3.3.1 Uża proprjetajiet termofiżiċi eċċellenti

Il-metall bil-fowm għandu erja tal-wiċċ speċifika kbira, u jista 'jintuża biex jagħmel skambjaturi tas-sħana u radjaturi għal metall bil-fowm ta' -ċellula; għal metall bil-fowm ta'-ċellula magħluqa, jista 'jintuża bħala materjal ta' insulazzjoni termali.

3.3.2 Uża l-karatteristiċi tal-assorbiment tal-enerġija tax-xokk

Huwa wieħed mill-użi importanti tal-metall tal-fowm għall-manifattura ta 'buffers u shock absorbers. L-applikazzjonijiet tiegħu jvarjaw mill-baffle tal-impatt tal-karozza sat-tagħmir tal-inżul tal-vettura spazjali, u intuża b'suċċess f'liftijiet, pads tas-sigurtà tal-conveyor, u kisi li jassorbu l-enerġija-għall-ilqugħ tal-grinder ta'-veloċità għolja .

3.3.3 L-użu tal-permeabilità

Bl-użu tal-permeabilità tal-fowm tal-metall, jista 'jintuża bħala materjal importanti għall-preparazzjoni tal-filtri. Meta mqabbel mal-metall poruż tal-metallurġija tat-trab, għandu l-karatteristiċi ta 'daqs kbir ta' pori u porożità għolja, u l-filtru magħmul miegħu għandu firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet, li jistgħu jintużaw biex jiffiltraw partiċelli solidi minn likwidu, arja jew flussi oħra tal-arja.

3.3.4 L-użu ta' proprjetajiet akustiċi u elettromanjetiċi

Bl-użu tal--proprjetajiet li jassorbu l-ħoss tal-metall tal-fowm, huwa prinċipalment użat għat-tnaqqis tal-ħsejjes u għat-tnaqqis tal-istorbju, bħal mufflers ta 'attenwazzjoni għal impjanti tal-enerġija tal-fwar, għodod pnewmatiċi, karozzi, eċċ. Fil-Ġappun, inkisbu riżultati promettenti f' Kmamar tal-ġeneraturi tal-ferroviji ta'-veloċità għolja, studios tar-reġistrazzjoni tar-radju, u assorbiment tal-ħoss Shinkansen.

3.3.5 Użi oħra

Metall tal-bużżieqa jista 'jintuża wkoll fl-industrija tal-kostruzzjoni, bħal partijiet dekorattivi ta' ġewwa u ta 'barra tal-bini, ħitan tal-purtieri, ħitan, eċċ .; jista 'jintuża wkoll bħala stand tal-kompjuter; kaxxi varji ta 'l-ippakkjar, eċċ ... Bl-użu tar-reżistenza għan-nar tal-metall tal-fowm, jista' jintuża għal materjali refrattarji f'industriji bħall-kostruzzjoni; jew billi tipproċessa t-toqob tagħha, tista 'tintuża għal materjali ritardanti tal-fjammi. Fl-industrija kimika, jista 'jintuża bħala trasportatur tal-katalizzatur. Barra minn hekk, fowm tal-metall jista 'jintuża wkoll bħala elettrodu poruż.

Fil-qosor, l-applikazzjoni tal-metall tal-fowm hija pjuttost estensiva, tista 'tintuża f'ħafna oqsma bħall-industrija tal-kostruzzjoni, l-industrija tal-avjazzjoni, l-industrija tal-kompjuter, l-industrija tat-trasport u l-ippakkjar, u bit-titjib kontinwu tal-proċess tal-produzzjoni tal-metall tal-fowm u r-riċerka tiegħu u żvilupp Bl-approfondiment kontinwu, il-qasam tal-applikazzjoni tal-metall tal-fowm għadu qed jespandi. Għalhekk, ir-riċerka u l-iżvilupp tal-metall tal-fowm għandhom valur kbir ta 'applikazzjoni prattika.