کاربر:علیرضا 2018 شریفی
فلزات سلولی (فوم های فلزی)
فوم فلزی یک ساختار سلولی است که متشکل از یک فلز جامد (اغلب آلومینیوم) با منافذ پر شده با گاز است که بخش بزرگی از حجم را تشکیل می دهد. منافذ می تواند مهر و موم شده (فوم بسته سلولی) و یا اتصال (فوم باز سلولی). خصوصیات تعریف فوم های فلزی تخلخل بالا است: معمولا فقط 5 تا 25 درصد از حجم فلز پایه است که این مواد فوق سبک را ایجاد می کنند. قدرت مواد به علت قانون مکعب مربع است.
فوم های فلزی معمولا برخی از خواص فیزیکی مواد پایه خود را حفظ می کنند. فوم ساخته شده از فلز غیر قابل اشتعال غیر قابل اشتعال است و به طور کلی می تواند به عنوان مواد پایه بازیافت شود. ضریب انبساط حرارتی آن مشابه است در حالیکه هدایت حرارتی احتمالا کاهش می یابد. [1] سلول باز
فوم فلزی ساخته شده، همچنین اسفنج فلز نامیده می شود، [2] را می توان در مبدل های حرارتی (خنک کننده الکترونیک الکترونیکی، مخزن کریوژن، مبدل های حرارتی PCM)، جذب انرژی، انتشار جریان و نورهای سبک استفاده کرد. هزینه بالای مواد به طور کلی استفاده از آن را به تکنولوژی پیشرفته، هوا فضا و تولید محدود می کند.
فوم های باز سلولی با مقیاس کوچک که سلول های کوچکتر از آنها می توانند بدون هیچ گونه مشاهده، به عنوان فیلتر های با درجه حرارت بالا در صنایع شیمیایی استفاده شوند.
فوم های فلزی در مبدل های حرارتی جمع و جور برای افزایش انتقال گرما به هزینه کاهش فشار استفاده می شوند. [3] [4] [5] [نیاز به توضیح لازم است] با این وجود، استفاده از آنها باعث کاهش قابل توجهی در اندازه های فیزیکی و هزینه های ساخت می شود. اکثر مدل های این مواد از ساختارهای ایده آل و دوره ای یا خواص مغناطیسی متوسط استفاده می کنند.
اسفنج فلز مساحت سطح بسیار زیادی در واحد وزن دارد و کاتالیزورها اغلب به اسفنج فلز مانند پالادیوم سیاه، اسفنج پلاتین و نیکل اسفنجی شکل می گیرند. فلزات مانند اسسمیم و هیدرود پالادیوم به صورت استعاری به نام "اسفنج های فلزی" نامیده می شوند، اما این اصطلاح در مقایسه با ساختار فیزیکی مربوط به ویژگی خود اتصال به هیدروژن است. [6] ساخت فوم های باز سلولی توسط متالورژی ریخته گری یا پودر تولید می شوند. در روش پودر، "فضای نگهدارنده" استفاده می شود؛ به عنوان نام آنها نشان می دهد، آنها فضاهای خالی و کانال ها را اشغال می کنند. در فرایندهای ریخته گری، فوم با یک اسکلت فوم پلی اورتان باز است. سلول بسته فوم فلزی بسته شده در ابتدا در سال 1926 توسط ملر در یک پرونده فرانسوی که در آن پودر فلزات نازک توسط تزریق گاز بی اثر و یا بوسیله دمیدن عامل پیشنهاد شد، در سال 1926 گزارش شد. [7] دو پتنت بر روی فلز اسفنجی به بنجامین Sosnik در سال 1948 و 1951 صادر شده است که بخار جیوه را برای آلومینیوم مایع منفجر کرد. [8] [9]
فوم های فلزی بسته شده در سال 1956 توسط جان C. Elliott در آزمایشگاه های تحقیقاتی Bjorksten توسعه داده شد. اگر چه اولین نمونه های اولیه در دهه 1950 در دسترس بود، تولید تجاری در دهه 1990 توسط شرکت Shinko Wire در ژاپن آغاز شد. فوم های فلزی بسته به طور عمده به عنوان یک ماده جذب کننده جذب کننده استفاده می شود، همانند پلیمرهای پلیمری در کلاه ایمنی دوچرخه، اما برای بارهای بالاتری برخوردار است. برخلاف بسیاری از پلیمرهای فوم، فومهای فلزی بعد از ضربه تغییر شکل داده می شوند و بنابراین تنها می توانند یک بار تغییر شکل داده شوند. آنها نور هستند (به طور معمول 10-25٪ از چگالی یک آلیاژ غیر متخلخل، معمولا آلومینیوم) و سفت و اغلب به عنوان یک ماده ساختاری سبک وزن پیشنهاد می شود. با این حال، آنها برای این منظور به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نگرفته اند.
فوم بسته های سلول مقاومت آتش و قابلیت بازیافت پودر های فلزی دیگر را حفظ می کند، اما ویژگی فلوتاسيون در آب را اضافه می کند.