יישום של קצף מתכת

בדרך כלל, התכונות המכניות של קצף מתכת יורדות עם עליית הנקבוביות, וגם המוליכות החשמלית והמוליכות התרמית שלו יורדות באופן אקספוננציאלי. כאשר קצף המתכת נמצא בלחץ, בשל שטח הכוח המוגדל והשפעת התקשות החומר הנגרמת כתוצאה מקריסת הנקבוביות, לקצף המתכת יש מאפייני ספיגת אנרגיית השפעה מצוינים.

ניתן להשתמש במגוון מתכות וסגסוגות להכנת חומרי מתכת מוקצף, כגון ברונזה, ניקל, טיטניום, אלומיניום, נירוסטה וכו'. בשל הצפיפות הנמוכה, הנקבוביות הגבוהה ושטח הפנים הספציפי הגדול של קצף מתכת, יש לו מגוון רחב של מתכות וסגסוגות. מאפיינים מצוינים שאין למתכת שאינה מוקצפת: כמו ביצועי שיכוך טובים, חדירות נוזלים חזקה, ביצועים אקוסטיים מצוינים ומוליכות תרמית ומוליכות חשמלית נמוכים וכו'. כסוג חדש של חומר פונקציונלי, יש לו מגוון רחב של שימושים באלקטרוניקה, תקשורת, תעשייה כימית, מתכות, מכונות, בנייה, תחבורה וטכנולוגיית תעופה וחלל.

חומר אלקטרודה

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 אחוז) מציעים מקום לשפר את תכונות הסוללה הללו. לדוגמה, כאשר קצף ניקל המיוצר על ידי פיזור אלקטרודה משמש כחומר אלקטרודה עבור אלקטרודת סוללת Ni-Cd, לאלקטרודה יש ​​הפרדת גז-נוזל טובה, מתח יתר נמוך, ניתן להגדיל את יעילות האנרגיה ב-90 אחוז, ניתן להגדיל את הקיבולת ב-40 אחוז, וטעינה מהירה אפשרית. , בתעשיית הסוללות, סוללות ניקל-קדמיום, סוללות ניקל-מימן וסוללות אלקליין נטענות נוטות להשתמש בקצף ניקל כפלטות חיוביות ושליליות להגדלת הקיבולת, מה שמהווה פריצת דרך בתעשיית הסוללות. פרמטרי הביצועים של קצף ניקל עבור אלקטרודות סוללה נחקרו לעומק.

זָרָז

בתגובות כימיות, במיוחד בתגובות כימיות אורגניות, זרזים ממלאים לעתים קרובות תפקיד חשוב מאוד. ככל ששטח הפנים של הזרז גדול יותר, כך ייטב. הנקבוביות הגבוהה גורמת למתכת הקצף להיות בעלת שטח פנים ספציפי גדול. בתעשייה הכימית, קצף ניקל יכול לשמש ישירות כזרז ניקל. לחלופין, ניתן להפוך את הניקל המוקצף לנושא זרז, ומתכת הקצף בעלת הנקבוביות הגבוהה כתמיכה עשויה להפוך את הזרז לפזר מאוד ולמלא תפקיד גדול יותר, והביצועים שלו עדיפים בהרבה על אלו של נושא הזרז הקרמי.

חומרי ריפוד בלחץ נוזלים

ניתן להתקין קצף מתכת בצינורות גז או נוזלים. כאשר לחץ הנוזל או קצב הזרימה בצד אחד משתנים מאוד, חומר הקצף המתכתי יכול לספוג חלק מהאנרגיה הקינטית של הנוזל ולעכב את חדירת הנוזל, כך שניתן להפריד את גוף הקצף המתכתי. התנודות בצד אחד מופחתות מאוד, וניתן להשתמש בהשפעה זו כדי להגן על מכשירים מדויקים.

חומר חיץ רטט מכני

כאשר קצף המתכת ממוקם במפרק של חלק הרטט, העיוות האלסטי של חומר הקצף הנקבובי יכול לספוג חלק מאנרגיית ההשפעה המכנית. לפי דיווחים, ספיגת האנרגיה של קצף אלומיניום עם יחס צפיפות של {{0}}.05 עד 0.15 היא 20 עד 180 MJ מ', ויכולת ספיגת האנרגיה החזקה מאפשרת להשתמש בו בפגוש. של המכונית ואפילו ציוד הנחיתה של החללית. זה יכול לשמש גם כיצר פגושים למערכות הובלה מעליות, בטנות סופגות אנרגיה למכונות שחיקה, חומרים הניתנים לעיוות מלפנים ומאחור של מושבי נוסעים במכונית לשיפור הבטיחות, ותכונות שיכוך רעידות מצוינות מאפשרות גם את טכנולוגיית הקצף עבור רקטות ו. חומר תמיכה במנוע סילון.

חומר סופג קול

מכיוון שגל הקול הוא גם סוג של רטט, כאשר הקול עובר דרך קצף המתכת, הוא יכול להתפזר ולהפריע לחומר, ואנרגיית הקול נספגת בחומר, כך שקצף המתכת יכול לשמש גם כקול. חומר סופג, כלומר חומר סופג קול. חומר סופג קול זה מוצא שימוש בצינורות גז וקיטור כאחד.

חומר מעכב בעירה, חסין פיצוץ

לקצף מתכת יש חדירת נוזלים טובה ויכול למנוע ביעילות את התפשטות הלהבה ובעל עמידות מסוימת לאש, כך שניתן למקם אותו בצנרת להובלת נוזל דליק או גז למניעת התפשטות הלהבה, מכיוון שהנוזל נמצא בעת ההובלה. המהירות עולה, הוא עלול להתלקח (מהירות הקול תיצור לחץ של כ-150 × 105Pa כאשר הוא קרוב לגבול הפיצוץ). הניסוי מראה כי: קצף מתכת בעובי 6 מ"מ יכול למנוע את הלהבה של שריפת פחמימנים במהירות של 210 מ' שניות. ניתן להסביר את מנגנון הפעולה כאשר הגז או החלקיקים בלהבה בטמפרטורה גבוהה עוברים דרך חומר הקצף המתכתי, החום נספג ומתפזר עקב חילופי חום מהיר, כך שטמפרטורת הגז או החלקיקים יורדת מתחת להצתה נקודה, כדי למנוע את התפשטות הלהבה.

חומר קירור הזעה ספונטנית

נוזל הקירור המוצק מותך ומחדיר לתוך השלד הנקבובי העשוי ממתכת עמידה בחום. כאשר הוא נתון לטמפרטורה גבוהה, נוזל הקירור בתוך החומר יימס ויתאדה ויספוג כמות גדולה של אנרגיית חום, כך שהחומר יוכל לשמור על גז הקירור לפרק זמן מסוים. ברמת הטמפרטורה, הנוזל והגז הבורחים יווצרו סרט נוזלי או סרט גז על פני החומר, מה שיכול לבודד את החומר מסביבת הטמפרטורה החיצונית הגבוהה. תהליך זה יכול להתבצע עד למיצוי נוזל הקירור. מכיוון שמנגנון הקירור שווה ערך לחומר עצמו "מזיע", אז הוא נקרא חומר קירור מזייף עצמי.

חומר קירור שונה

קירור מתפרש הוא טכנולוגיית קירור מתקדמת המאלצת חומר קירור גז או נוזלי לעבור דרך חומר נקבובי, כך שנקבעת שכבת גבול רציפה ויציבה של גז עם ביצועי בידוד תרמי טובים על פני החומר כדי לבודד את החומר מחום. זְרִימָה. פתוח כדי לקבל אפקט קירור אידיאלי מאוד. קח כדוגמה את לוח דחף תא הדחף של תא הדחף של מנוע החמצן הנוזלי: לאחר שימוש בקירור סוטה, צד אחד שלו הוא מימן ב--150 מעלות, והצד השני הוא גז ב-3500 מעלות, וטמפרטורת פני השטח החמים של החומר הוא רק 80-200 מעלות . בין דרגות, כמות החדירה של חומרים נקבוביים המשמשים לקירור סוטה חייבת להיות מבוקרת במדויק בטווח סביר, עם אוורור אחיד, נקבוביות פתלתלות קטנות וזרימה חלקה של מדיה, ועליה לעמוד בדרישות הבסיסיות כחומר מבני חסין חום. . החוזק, הקשיחות והקשיחות טובים, והחומר בעל ביצועים טובים נגד חמצון נבחר כדי למנוע חמצון וסתימה בשוגג.

חומר סינון

קצף המתכת מוכן לצורה מתאימה, והוא יכול לשמש כחומר סינון לסינון מוצקים או תרחיפים מנוזלים (כגון מים, תמיסות, בנזין, שמני סיכה, חומרי קירור, נמסי פולימרים). חומרי מתכת מוקצף הנפוצים הם ברונזה או נירוסטה. בנוזלים מאכלים מאוד משתמשים במתכות יקרות (למשל Au).