झरझरा धातु फोम की तैयारी विधि और आवेदन

झरझरा धातु फोम हाल के दशकों में विकसित एक कार्यात्मक सामग्री है। इसकी अवधारणा और वर्गीकरण अकादमिक दुनिया में एक समान नहीं है, लेकिन मूल रूप से निम्नलिखित परिभाषाएं हैं: झरझरा धातु फोम एक धातु मैट्रिक्स है जिसमें एक निश्चित मात्रा और एक निश्चित आकार होता है। एक धातु सामग्री जिसमें एक छिद्र आकार और एक निश्चित छिद्र होता है। झरझरा धातु फोम पहली बार 1948 में संयुक्त राज्य अमेरिका में पिघला हुआ एल्यूमीनियम में पारा वाष्पीकृत करके उत्पादित किया गया था, जिससे लोगों की धातुओं की समझ में एक बड़ा बदलाव आया है। यह फैलता है, इस प्रकार पारंपरिक अवधारणा को तोड़ता है कि धातुओं में केवल घनी संरचनाएं होती हैं। झरझरा फोम धातु सामग्री वास्तव में धातु और गैस की एक मिश्रित सामग्री है। यह इस विशेष संरचना के कारण है कि इसमें धातु की विशेषताओं और बुलबुले की विशेषताएं हैं, जैसे कि छोटे घनत्व, बड़े सतह क्षेत्र, अच्छी ऊर्जा अवशोषण और कम तापीय चालकता। (बंद-होल बॉडी), उच्च ताप विनिमय और गर्मी अपव्यय क्षमता (-होल बॉडी के माध्यम से), अच्छा ध्वनि अवशोषण (-होल बॉडी के माध्यम से), उत्कृष्ट पारगम्यता (के माध्यम से{{4 }}होल बॉडी), अच्छा विद्युत चुम्बकीय तरंग अवशोषण (-होल बॉडी के माध्यम से), लौ प्रतिरोध, प्रतिरोध थर्मल अपवर्तक, थर्मल शॉक प्रतिरोध, गैस संवेदनशीलता (कुछ झरझरा धातु कुछ गैसों के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं), पुनर्योजी, अच्छी व्यावहारिकता , आदि। इसलिए, एक नए प्रकार की कार्यात्मक सामग्री के रूप में, इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार, रसायन उद्योग, धातु विज्ञान, मशीनरी, निर्माण, परिवहन, और यहां तक ​​​​कि एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी में इसका व्यापक उपयोग होता है।

1. झरझरा धातु फोम की तैयारी विधि

1.1 धातु के पिघलने पर आधारित प्रक्रियाएं

1.1.1 हवा में उड़ने वाली झाग प्रक्रिया

SiC को सबसे पहले पिघली हुई धातु में मिलाया जाता है। पिघला हुआ धातु की चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए Al2O3, आदि" और फिर पिघलने में गैस (जैसे हवा। आर्गन। नाइट्रोजन) को उड़ाने के लिए एक विशेष घूर्णन नोजल का उपयोग करें [4! 5]) वर्तमान में, नॉर्वे में हाइड्रो एल्युमिनियम और साइमैट एल्युमिनियम कनाडा में इस विधि का उपयोग फोमयुक्त एल्यूमीनियम "जैसे कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु AlSi1 0 Mg (A359) या विकृत एल्यूमीनियम मिश्र धातु 1 0 60" 3003 "6016" 6061, आदि) के उत्पादन के लिए किया जा रहा है। उत्पादित एल्यूमीनियम सिद्धांत रूप में मनमाने ढंग से लंबा हो सकता है" और चौड़ाई एल्यूमीनियम तरल कंटेनर के समान है) इस विधि द्वारा तैयार एल्यूमीनियम फोम की छिद्रता 80 प्रतिशत ~ 98 प्रतिशत "है, घनत्व 0.069 ~ 0.54 ग्राम / सेमी 3 है" , औसत छिद्र आकार 3 ~ 25 मिमी "है, और दीवार की मोटाई 50 ~ 85! मीटर है) प्रत्यक्ष फोमिंग प्रक्रिया का लाभ यह है कि यह बड़े ब्लॉकों का निरंतर उत्पादन कर सकता है। कम घनत्व धातु फोम) अन्य तरीकों की तुलना में " इस विधि की लागत सबसे कम है) Cymat एल्यूमीनियम का उत्पादन कर सकता है 1 000 किग्रा / घंटा "लंबाई 1.5 मीटर" मोटी 2.5 ~ 15 सेमी) हाइड्र द्वारा उत्पादित फोम एल्यूमीनियम ओ शीट की चौड़ाई 70 सेमी "मोटी 8 ~ 12 सेमी" लंबाई 2 मीटर "उत्पादकता 500 ~ 600 किग्रा / घंटा है) इस प्रक्रिया का नुकसान यह है कि इसे अंतिम उपयोग में काटने की जरूरत है "जिसके परिणामस्वरूप उजागर छिद्र" और प्रसंस्करण के कारण मजबूत करने वाले कणों का उपयोग "कठिनाई)।

1.1.2 फोमिंग एजेंट विधि जोड़ें

पिघल को सीधे फोम करने का एक और तरीका है पिघलने के लिए एक उड़ाने वाला एजेंट जोड़ना) उड़ाने वाला एजेंट गर्मी की क्रिया के तहत विघटित हो जाता है और धातु को पिघलाने के लिए "गैस" छोड़ता है [6!7]) 1986 में विधि जापान के शिंको वायर द्वारा विकसित कंपनी "प्रतिदिन 1 तक उत्पादन 00{{20}} एल्युमीनियम फोम का किलो) इस विधि में "पहले सीए जोड़ें" और फिर चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए हलचल करें" ऐसा इसलिए है क्योंकि CaO पिघल में बनता है। CaAl2O4 या Al4Ca) और फिर TiH2 जोड़ें" यह गर्म पिघल में हाइड्रोजन छोड़ सकता है) पिघल जल्द ही धीरे-धीरे विस्तार करना शुरू कर देता है "ठंडा करने के बाद, यह ठोस एल्यूमीनियम फोम बनाता है) इस विधि द्वारा उत्पादित एल्यूमीनियम फोम" सबसे व्यापक रूप से उपलब्ध एल्यूमीनियम फोम में से एक है। सबसे समान सरंध्रता) कुछ साहित्य में "ZrH2 का उपयोग एल्यूमीनियम फोम के उत्पादन के लिए भी किया जाता है" फोमिंग तापमान को 67 0 ~ 7056" पर नियंत्रित किया जाता है और अतिरिक्त मात्रा 0.5 प्रतिशत ~ 0.6 प्रतिशत होती है) एल्यूमीनियम फोम का आकार शिंको वायर कंपनी द्वारा निर्मित ब्लॉक [8] 2050 मिमी !! 650 मिमी !! 450 मिमी" वजन लगभग 160 किलोग्राम है" जिसमें खोल का समग्र घनत्व शामिल है 0.27 ग्राम/सेमी3) किनारे को काटने के बाद " घनत्व आमतौर पर 0.18 ~ 0.24 है g/cm3 "औसत छिद्र आकार 2 ~ 10 मिमी है) क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में घनत्व ढाल है "और शीर्ष के बीच में घनत्व सबसे कम है) यह बताया गया है कि यह एल्यूमीनियम फोम अधिक महंगा है) इसलिए, कुछ अन्य तरीकों का भी प्रस्ताव किया गया है" जटिल आकार के निरंतर उत्पादन और उत्पादन को प्राप्त करने के लिए। फोमयुक्त धातु भागों) इसी तरह की प्रक्रिया का उपयोग करके "फोमयुक्त लोहे का उत्पादन करने के लिए" टंगस्टन पाउडर और एक उड़ाने वाले एजेंट को पिघला हुआ लोहा में जोड़ा जा सकता है) का उपयोग करने के अलावा सीए पिघल गुणों को समायोजित करने के लिए, "ऑक्सीजन भी उड़ाया जा सकता है पिघल में। चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए वायु या अन्य गैसें" पाउडर Al2O3 भी जोड़ सकते हैं। MnO2 और SiC, आदि) धातु वाष्प के पिघलने से होने वाली समस्याओं को दूर करने के लिए, अपघटन दर बहुत तेज है (" यह संभव है पहले असंबद्ध युक्त फोम तैयार करने के लिए एजेंट का कम गलनांक ईयूटेक्टिक यौगिक "जैसे अल - एमजी प्रीफॉर्म" और फिर प्रीफॉर्म को फोमिंग प्रक्रिया के लिए उच्च पिघलने बिंदु मिश्र धातु में जोड़ा जाता है) इसके अलावा, "फोमिंग एजेंट भी ठोस तापमान से थोड़ा अधिक हो सकता है। अपघटन तापमान के नीचे धातु पिघला हुआ जोड़ा जाता है जब इसे "उभारा और जम जाता है) और मिश्रित को उड़ाने वाले एजेंट के अपघटन तापमान से ऊपर गरम किया जाता है) ताकि वास्तविक फोमिंग प्रक्रिया की जा सके दूसरे चरण में बाहर)

1.2.3 ठोस-गैस गलनक्रांतिक ठोसकरण विधि

यूक्रेनी धातुकर्मी शापोवालोव एट अल। ठोस द्वारा झरझरा धातुओं की तैयारी के लिए एक नई विधि विकसित की{{0}}गैस गलनक्रांतिक परिवर्तन [9]) कुछ तरल धातु हाइड्रोजन के साथ गलनक्रांतिक प्रणाली बना सकते हैं) धातुओं को उच्च-दबाव वाले हाइड्रोजन में पिघलाना पर्यावरण" प्राप्त किया जा सकता है हाइड्रोजन युक्त धातु पिघलता है। जब तापमान कम हो जाता है तो "पिघल अंततः एक यूक्टेक्टिक प्रतिक्रिया से गुजरेगा" एक ठोस - गैस दो - चरण प्रणाली का निर्माण करता है। यदि सिस्टम की संरचना है यूक्टेक्टिक संरचना के काफी करीब, ठोस - गैस पृथक्करण एक ही तापमान प्रतिक्रिया पर होगा। जब जमने की गति 0.05 और 5 मिमी/सेकेंड के बीच होती है, तो बुलबुले बनाने के लिए "ठोसीकरण मोर्चे की हाइड्रोजन सामग्री बढ़ जाती है"। बुलबुले को तरल चरण से बचने से रोकने के लिए प्रक्रिया मापदंडों को "कड़ाई से नियंत्रित किया जाना चाहिए"। परिणामी ताकना आकार मुख्य रूप से हाइड्रोजन सामग्री पर निर्भर करता है, जिस दबाव को पिघलाया जाता है, गर्मी अपव्यय की दिशा और दर, और रासायनिक की रचना पिघलना। आमतौर पर, जमने की दिशा के साथ बढ़े हुए बड़े छिद्र बनते हैं, "छिद्र आकार 10! मी ~ 10 मिमी" छिद्र लंबाई 100 मिमी ~ 300 मिमी" पहलू अनुपात 1 ~ 300" सरंध्रता 5 प्रतिशत ~ 75 प्रतिशत। इस विधि को GASAR" कहा जाता है जो गैस वृद्धि के लिए रूसी परिवर्णी शब्द है। इस विधि का उपयोग झरझरा निकल, तांबा, एल्यूमीनियम, आदि के उत्पादन के लिए किया गया है। इसके अलावा "इस प्रक्रिया का उपयोग झरझरा स्टील, कोबाल्ट, क्रोमियम के उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है। , मोलिब्डेनम और यहां तक ​​कि सिरेमिक भी। हालांकि, इस विधि द्वारा तैयार झरझरा संरचना की एकरूपता कभी-कभी असंतोषजनक होती है और इसमें और सुधार करने की आवश्यकता होती है।

1.1.4 सीपेज कास्टिंग विधि

अकार्बनिक या कार्बनिक कणों या खोखले क्षेत्रों द्वारा बनाई गई रिक्तियों में तरल धातु को इंजेक्ट करके झरझरा धातु भी प्राप्त की जा सकती है। ढलाई के बाद, "कण धातु में रह सकते हैं" बनाने के लिए - मिश्रित संरचनाएं, उपयुक्त सॉल्वैंट्स, एसिड, या गर्मी उपचार द्वारा कणों को हटाने में वर्मीक्यूलाइट, दुर्दम्य मिट्टी के गोले, घुलनशील लवण, ढीली विस्तारित मिट्टी, रेत के कण, झागयुक्त कांच के गोले, और एल्यूमिना खोखले गोले सभी का उपयोग अकार्बनिक भराव के रूप में किया जा सकता है जो रिक्त स्थान बना सकते हैं। यदि पिघल की जमने की दर काफी तेज है, तो प्लास्टिक के गोले भी शून्य गठन के लिए सहायक सामग्री के रूप में कार्य कर सकते हैं। इस विधि का उपयोग करके खुली कोशिका संरचना वाली झरझरा धातुओं का उत्पादन किया जा सकता है। परकोलेशन कास्टिंग विधि का लाभ यह है कि भराव कणों के आकार को समायोजित करके ताकना आकार के वितरण को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है। "लेकिन सरंध्रता 80 प्रतिशत से कम है। झाग तकनीक में प्राप्त छिद्र का आकार और उसका वितरण नियंत्रित नहीं है" और

सरंध्रता 98 प्रतिशत तक हो सकती है। इस खुली -सेल संरचना के साथ झरझरा सामग्री से बने भागों को कंपन को कम करने के लिए वायवीय उपकरण के वायु आउटलेट पर लगाया जा सकता है।

1.1.5 निवेश कास्टिंग विधि

विधि का सिद्धांत फोम स्पंज में द्रव अपवर्तक सामग्री को घुसपैठ करना है, फिर हवा-सूखी, सख्त, और फोम स्पंज को विघटित करने के लिए तीन-आयामी नेटवर्क के साथ एक पूर्वनिर्मित आकार बनाने के लिए सेंकना है। कंकाल, पूर्वनिर्मित आकार में तरल धातु डालें, और जमने के बाद आग रोक सामग्री को हटा दें। एक तीन-आयामी नेटवर्क संरचना के साथ एक धातु फोम प्राप्त किया जा सकता है। वर्तमान में, जापान और हमारे संस्थान दोनों ने इस विधि से फोम एल्यूमीनियम के नमूने सफलतापूर्वक तैयार किए हैं। इस विधि द्वारा तैयार किए गए नमूने में मूल सामग्री की विरासत है, छिद्र तीन -विमीय रूप से जुड़े हुए हैं, संरचना एक समान है, और सामग्री, आकार और आकार द्वारा सीमित नहीं है, और - के माध्यम से प्रदान कर सकते हैं। विभिन्न प्रयोजनों के लिए छेद धातु फोम। नुकसान यह है कि धातु के कंकाल की ताकत कम है और प्रक्रिया अधिक जटिल है। ऊपर बताई गई तैयारी प्रक्रियाओं के अलावा, कई अन्य विधियाँ भी हैं, जैसे: खोखली गेंद विधि, लूज़ पाउडर सिंटरिंग विधि, फाइबर धातु विज्ञान विधि और इतने पर जोड़ना। झरझरा धातु सामग्री पर निरंतर - गहन शोध के साथ, कई देशों ने विभिन्न तैयारी विधियों का प्रस्ताव दिया है। यूएस पेटेंट में बताया गया है कि यूएस ईआरजी कंपनी ने "डुओसेल" नामक एक तैयारी प्रक्रिया विकसित की है। वैक्यूम वातावरण में पिघले हुए सुपरहिटेड एल्युमिनियम से सीधे फोमेड एल्युमिनियम तैयार करने की एक विधि। इस विधि द्वारा उत्पादित फोमयुक्त एल्यूमीनियम का घनत्व कम लेकिन उच्च शक्ति होती है। कनाडाई एल्यूमीनियम कंपनी ने एक अनूठी तैयारी प्रक्रिया विकसित की है: हवा को ठोस पिघली हुई धातु में पारित किया जाता है, और गैस के निकलने के बाद गैस को फोम में संघनित किया जाता है। यह विधि बड़ी धातु फोम सामग्री का उत्पादन कर सकती है, और परिणामी सामग्री का घनत्व छोटा है। सैंडर्स जूनियर ने -शाफ्ट नोजल खोखले गोलाकार एल्यूमीनियम बुलबुले के माध्यम से बुलाए गए एल्यूमीनियम फोम की एक उत्पादन प्रक्रिया तैयार की, जो विशेष रूप से यूटेक्टिक अल -सी मिश्र धातु फोम की तैयारी के लिए उपयुक्त है।

1.2 पाउडर-आधारित तैयारी प्रक्रिया

1.2.1 पाउडर धातु विज्ञान

फोमेड धातु के निर्माण के लिए पाउडर धातु विज्ञान भी एक सामान्य तरीका है, जिसमें अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। इस विधि से कई धातुओं (जैसे एल्युमिनियम, टिन, लोहा, सोना, जस्ता, सीसा, आदि) और उनकी मिश्र धातुओं को झाग बनाया जा सकता है। प्रक्रिया पहले धातु के पाउडर को उचित मात्रा में फोमिंग एजेंट के साथ समान रूप से मिलाती है, और फिर मिश्रित पाउडर को एक्सट्रूज़न, हॉट प्रेसिंग या रोलिंग द्वारा घने प्री-उत्पाद में संसाधित करती है, और फिर प्री को गर्म करती है- फोमिंग एजेंट बनाने के लिए मिश्रित पाउडर के गलनांक के आसपास उत्पाद। अपघटन से गैस उत्पन्न होती है, और बंद-कोशिका धातु फोम को ठंडा करने के बाद प्राप्त किया जा सकता है।

पिघल फोमिंग विधि की तुलना में, पाउडर धातु विज्ञान विधि को संचालित करना और नियंत्रित करना आसान है; फोमिंग समय और फोमिंग तापमान को यथोचित रूप से चुनकर, विभिन्न घनत्व मूल्यों के साथ फोम धातु प्राप्त की जा सकती है। हालांकि, पाउडर धातु विज्ञान की उत्पादन लागत पिघले हुए फोमिंग की तुलना में अधिक है, और बड़े-मात्रा वाले घटकों को तैयार करना मुश्किल है।

1.2.2 गैस इंजेक्शन फोमिंग विधि

गैस इंजेक्शन फोमिंग विधि, जो मेल्ट ब्लोइंग एजेंट फोमिंग विधि के समान है, वर्तमान में झरझरा धातु फोम बनाने की सबसे सस्ती विधि है। विधि यह है कि धातु को पिघलाने के लिए पिघली हुई धातु में सीधे गैस को पिघलाया जाता है, और फोमिंग के लिए इस्तेमाल की जाने वाली गैस ऑक्सीजन, आर्गन, वायु, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और इसी तरह की हो सकती है। मेल्ट फोमिंग एजेंट फोमिंग विधि की तरह, छिद्रों के आकार को नियंत्रित करने और धातु मैट्रिक्स में उनके वितरण को नियंत्रित करने में कठिनाई जैसी समस्याएं हैं। मुख्य तकनीक यह है कि पिघली हुई धातु में उपयुक्त चिपचिपाहट हो। आमतौर पर, कैल्शियम और सिलिकॉन कार्बाइड पाउडर टैकिफायर को जोड़ने जैसे उपायों का उपयोग धातु के पिघलने की चिपचिपाहट को बढ़ाने के लिए किया जाता है। धातु की संरचना को एक विस्तृत पर्याप्त फोमिंग तापमान सीमा सुनिश्चित करनी चाहिए, ताकि गठित फोम कोशिकाओं में यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त एकरूपता और स्थिरता हो कि फोम बाद के संग्रह और मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान टूट न जाए। इस पद्धति का सबसे बड़ा लाभ इसकी कम लागत और आसान औद्योगीकृत बड़े पैमाने पर उत्पादन है

1.2.3 सिंटरिंग विधि

यही है, उच्च तापमान पर, सामग्री प्रारंभिक तरल चरण उत्पन्न करती है। सतह तनाव और केशिका घटना की कार्रवाई के तहत, सामग्री कण एक दूसरे से संपर्क करते हैं और बातचीत करते हैं। ठंडा होने के बाद, सामग्री समेकित हो जाती है और फोम धातु बन जाती है। बाइंडर, लेकिन सिंटरिंग के दौरान बाइंडर को हटा देना चाहिए। धातु फोम की सरंध्रता में सुधार करने के लिए, फिलर्स का उपयोग किया जा सकता है। फिलर्स को भी उदात्त, भंग या विघटित करने की आवश्यकता होती है। अमोनियम क्लोराइड और मिथाइल सेलुलोज को फिलर्स एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। उच्च-छिद्र धातु फोम तैयार करते समय, कार्बनिक समर्थन के साथ सिंटरिंग की विधि का उपयोग किया जा सकता है। सबसे पहले, प्राकृतिक स्पंज या कृत्रिम स्पंज को आवश्यक आकार में काट दिया जाता है, ताकि यह पूरी तरह से धातु पाउडर युक्त घोल को अवशोषित कर सके, और फिर स्पंज को सुखाने के बाद विघटित करने के लिए गर्म किया जा सके। , ऑर्गोमेटेलिक यौगिक को विघटित करने और सामग्री को सिन्टर करने के लिए गर्म करना जारी रखें। ठंडा करने के बाद, उच्च सरंध्रता के साथ एक झागयुक्त धातु प्राप्त की जा सकती है। यह विधि झरझरा धातुओं के निर्माण के लिए पाउडर कणों के बजाय धातु के रेशों का भी उपयोग करती है। इस विधि द्वारा तैयार झरझरा धातुओं की पारगम्यता पाउडर विधियों द्वारा प्राप्त की तुलना में दर्जनों गुना अधिक है। इसके अलावा, इसमें उच्च यांत्रिक शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता भी है।

1.3 निक्षेपण प्रौद्योगिकी पर आधारित तैयारी प्रक्रिया

1.3.1 इलेक्ट्रोडपोजिशन विधि

मैट्रिक्स के रूप में आवश्यक विनिर्देश और आकार के फोमयुक्त कार्बनिक पदार्थ का उपयोग करने की एक विधि, धातु वाष्प में तरल धातु को वाष्पित करना और इसे वैक्यूम के तहत फोमयुक्त कार्बनिक पदार्थ पर जमा करना, ठंडा करने के बाद कार्बनिक पदार्थ मैट्रिक्स को निकालना, और एक फोमयुक्त धातु सामग्री प्राप्त करने के लिए सिंटरिंग करना। . इस पद्धति का लाभ यह है कि तैयारी ठीक है, सरंध्रता अधिक है, और रोमकूप का आकार नियमित है; नुकसान यह है कि निवेश बड़ा है, उत्पादन लागत अधिक है, और परिचालन की स्थिति सख्त है। यह विधि मुख्य रूप से इलेक्ट्रोड सामग्री की तैयारी के लिए लागू होती है।

1.3.2 वाष्प जमाव विधि

गैर - प्रवाहकीय फोम कार्बनिक पदार्थ का उपयोग मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है, और इसे पहले खुरदरा किया जाता है, अर्थात अम्लीय परिस्थितियों में कार्बनिक पदार्थ को एक मजबूत ऑक्सीडेंट के साथ संक्षारित किया जाता है, जिससे सतह पानी से आसानी से गीली हो जाती है और उत्पादन करती है सूक्ष्म-अंक. खुरदरापन के बाद, संवेदीकरण किया जाता है, अर्थात, कम करने वाले गुणों के साथ धातु आयनों की एक परत कार्बनिक फोम की सतह पर सोख ली जाती है। संवेदीकरण के बाद सक्रियण किया जाता है, अर्थात्, उत्प्रेरक गुणों के साथ धातु आयनों की एक और परत कार्बनिक फोम की सतह पर सोख ली जाती है, और फिर एक समान धातु परत प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलेस चढ़ाना के लिए एक चढ़ाना समाधान में रखा जाता है जो प्रवाहकीय रूप से जुड़ा होता है कार्बनिक पदार्थ की सतह। इलेक्ट्रोलेस प्लेटेड ऑर्गेनिक्स को वांछित प्रकार की धातु और मोटाई प्राप्त करने के लिए अंतत: इलेक्ट्रोप्लेटेड किया जाता है। उच्च -तापमान उपचार एक झागयुक्त धातु सामग्री प्राप्त करने के लिए कार्बनिक पदार्थों को विघटित करता है। इस विधि के लाभ उच्च सरंध्रता और नियमित छिद्र आकार हैं; नुकसान परेशानी भरा संचालन, बड़ा निवेश और उच्च उत्पादन लागत है। यह विधि मुख्य रूप से फोमयुक्त निकल, एल्यूमीनियम, तांबा, चांदी, आदि की तैयारी के लिए उपयुक्त है।

2. प्रदर्शन विशेषताओं और झरझरा धातु फोम के अनुप्रयोग

अपनी स्थापना के बाद से, झरझरा धातु फोम सामग्री में संरचनात्मक सामग्री के रूप में हल्के वजन और उच्च विशिष्ट शक्ति की विशेषताएं हैं; एक कार्यात्मक सामग्री के रूप में, इसमें झरझरा, कंपन में कमी, भिगोना, ध्वनि अवशोषण, ध्वनि इन्सुलेशन, गर्मी लंपटता, प्रभाव ऊर्जा अवशोषण, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण, आदि की विशेषताएं हैं। इसलिए, यह सामान्य औद्योगिक क्षेत्रों में अधिक से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है और देश और विदेश में उच्च-तकनीकी क्षेत्र। विशिष्ट अनुप्रयोग इस प्रकार हैं: बफर और कंपन अवशोषक बनाने के लिए इसके कंपन में कमी और भिगोना गुणों का उपयोग करें, जैसे कि स्पेसशिप के लैंडिंग गियर, लिफ्ट ट्रांसमिशन सुरक्षा पैड, विभिन्न पैकेजिंग बॉक्स, विशेष रूप से हवाई परिवहन पैकेजिंग बॉक्स, मशीन बेड, बेस, शॉक। अवशोषक, आदि। पिनियन कंपन और शोर, ऊर्जा के लिए डंपिंग रिंग-उच्च की अवशोषित अस्तर-स्पीड ग्राइंडर, इस एप्लिकेशन को ध्वनि के अनुप्रयोग के रूप में भी माना जा सकता है-अवशोषण और ध्वनि{ {4}}छिद्रपूर्ण फोम धातु के इन्सुलेट गुण; इसका उपयोग निर्माण उद्योग में ध्वनिरोधी पैनल, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए आवास और विद्युत परिरक्षण कक्ष जैसी संरचनाएं बनाने के लिए किया गया है; इसकी सरंध्रता का उपयोग रासायनिक फिल्टर, जल शोधन के लिए गैसीफायर, और तेल -स्वचालित ईंधन भरने, सुगंधित सजावट, आदि के लिए गर्भवती बियरिंग्स में किया गया है; अपने हल्के वजन और उच्च विशिष्ट शक्ति विशेषताओं का उपयोग करके, इसका उपयोग पानी के तैरने, खेल उपकरण (जैसे स्लेज, आदि), और एयरोस्पेस वाहनों के संबंधित भागों को बनाने के लिए किया जाता है। प्रासंगिक जानकारी के अनुसार, विमान के निर्माण के लिए झरझरा धातु फोम सामग्री के उपयोग से न केवल वजन कम करने और ऊर्जा की बचत करने के फायदे हैं, बल्कि यह भी फायदा है कि जब अंतरिक्ष स्टेशन अपने मिशन को समाप्त करता है, तो वह फिर से -प्रवेश कर सकता है। वातावरण और वातावरण में जल्दी और पूरी तरह से जलते हैं। अंतरिक्ष कचरे को कम करने के लिए इसे गैस में बदला जा सकता है; इसकी गर्मी अपव्यय प्रदर्शन का उपयोग करके, इसका उपयोग रेडिएटर बनाने के लिए किया गया है; इसके सदमे अवशोषण, कंपन में कमी और भिगोना प्रदर्शन का उपयोग करना,

इसका उपयोग ऑटोमोबाइल, ट्रेनों के किनारों और मोर्चों के लिए प्रभाव भागों और सैन्य बख्तरबंद वाहनों के लिए प्रभाव सुरक्षा सामग्री बनाने के लिए किया गया है।

2.1 इलेक्ट्रोड सामग्री

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 प्रतिशत) इन बैटरी गुणों को सुधारने का अवसर प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, जब निकल फोम का उपयोग Ni-Cd बैटरी के इलेक्ट्रोड के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में किया जाता है, तो गैस-इलेक्ट्रोड का तरल पृथक्करण अच्छा होता है, ओवरवॉल्टेज कम होता है, ऊर्जा दक्षता हो सकती है 90 प्रतिशत की वृद्धि, क्षमता को 40 प्रतिशत तक बढ़ाया जा सकता है, और इसे जल्दी से चार्ज किया जा सकता है। कैडमियम बैटरी, निकल-धातु हाइड्राइड बैटरी, और रिचार्जेबल क्षारीय बैटरी क्षमता बढ़ाने के लिए निकल फोम का उपयोग सकारात्मक और नकारात्मक प्लेटों के रूप में करती हैं, जो बैटरी उद्योग में एक सफलता है।

2.2 उत्प्रेरक

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, विशेष रूप से कार्बनिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, उत्प्रेरक अक्सर बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उत्प्रेरक का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, उतना ही बेहतर और उच्च सरंध्रता झरझरा धातु फोम का एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र बनाता है। रासायनिक उद्योग में, निकल फोम को सीधे निकल उत्प्रेरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, या निकल फोम को उत्प्रेरक वाहक में बनाया जा सकता है। एक समर्थन के रूप में उच्च सरंध्रता के साथ झरझरा धातु फोम उत्प्रेरक को अत्यधिक फैला हुआ बना सकता है और एक बड़ी भूमिका निभा सकता है, और इसका प्रदर्शन सिरेमिक उत्प्रेरक समर्थन से कहीं बेहतर है।

2.3 द्रव दबाव बफर सामग्री

झरझरा धातु फोम को गैस या तरल पाइपलाइन में स्थापित किया जा सकता है। जब एक तरफ द्रव का दबाव या प्रवाह दर में जोरदार उतार-चढ़ाव होता है, तो झरझरा धातु फोम सामग्री द्रव की गतिज ऊर्जा के हिस्से को अवशोषित कर सकती है और द्रव के प्रवेश को मंद कर सकती है, ताकि झरझरा धातु फोम को अवशोषित किया जा सके। धातु के शरीर के दूसरी तरफ उतार-चढ़ाव बहुत कम हो जाते हैं, और इस प्रभाव का उपयोग सटीक उपकरणों की सुरक्षा के लिए किया जा सकता है।

2.4 यांत्रिक कंपन बफर सामग्री

जब झरझरा धातु फोम को कंपन भाग के जोड़ पर रखा जाता है, तो झरझरा फोम सामग्री के लोचदार विरूपण द्वारा यांत्रिक प्रभाव ऊर्जा का एक हिस्सा अवशोषित किया जा सकता है। रिपोर्टों के अनुसार, एल्युमीनियम फोम का ऊर्जा अवशोषण {{0}}.05 से 0.15 ग्राम/सेमी3 के घनत्व अनुपात के साथ 20 से 180 एमजे/एम3 है। मजबूत ऊर्जा अवशोषण क्षमता इसे कार के बम्पर और यहां तक ​​कि अंतरिक्ष यान के लैंडिंग गियर में उपयोग करना संभव बनाती है। यह लिफ्ट परिवहन प्रणालियों के निर्माण में बफर के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है, ऊर्जा - पीसने वाली मशीनरी में अस्तर को अवशोषित करता है, सुरक्षा में सुधार के लिए कार यात्री सीटों के सामने और पीछे विकृत सामग्री, और उत्कृष्ट कंपन डंपिंग गुण भी फोम बनाते हैं। रॉकेट और जेट के लिए संभव तकनीक। इंजन समर्थन सामग्री।

2.5 ध्वनि अवशोषित सामग्री

ध्वनि तरंग भी एक प्रकार का कंपन है, इसलिए जब ध्वनि झरझरा धातु फोम से गुजरती है, तो इसे सामग्री में बिखरा और बाधित किया जा सकता है, और ध्वनि ऊर्जा सामग्री द्वारा अवशोषित होती है, इसलिए झरझरा धातु फोम का भी उपयोग किया जा सकता है एक ध्वनि अवशोषित सामग्री, अर्थात्, एक ध्वनि-अवशोषित सामग्री, जो एक ध्वनि है-अवशोषित सामग्री। आवेदन गैस पाइपलाइन और भाप पाइपलाइन दोनों में उपलब्ध हैं।

2.6 ज्वाला मंदक और विस्फोट-प्रूफ सामग्री

झरझरा धातु फोम में अच्छा तरल प्रवेश होता है और प्रभावी रूप से लौ के प्रसार को रोक सकता है और इसमें एक निश्चित अग्नि प्रतिरोध होता है, इसलिए इसे ज्वलनशील तरल या गैस के परिवहन के लिए ज्वलनशील तरल या गैस के परिवहन के लिए रखा जा सकता है, क्योंकि द्रव इग्निशन संभव है जब परिवहन की गति बढ़ जाती है (ध्वनि की गति विस्फोट सीमा के निकट लगभग 15 एमपीए का दबाव पैदा करती है)। प्रयोगों से पता चलता है कि [13], 6 मिमी मोटी झरझरा धातु फोम 210 मीटर/सेकेंड की हाइड्रोकार्बन जलने की गति को रोक सकता है। तंत्र को समझाया जा सकता है कि जब उच्च तापमान गैस या लौ में कण झरझरा धातु फोम सामग्री से गुजरते हैं, तो तेजी से गर्मी विनिमय के कारण, गर्मी अवशोषित और नष्ट हो जाती है, जिससे गैस या कणों का तापमान प्रज्वलन बिंदु से नीचे गिर जाता है। और लौ के प्रसार को रोका जाता है।

2.7 स्वतःस्फूर्त पसीना शीतलन सामग्री

ठोस शीतलक को पिघलाया जाता है और ऊष्मा से बने झरझरा कंकाल में प्रवेश किया जाता है-प्रतिरोधी धातु। जब उच्च तापमान के अधीन, सामग्री के अंदर शीतलक पिघल जाएगा और वाष्पीकृत हो जाएगा और बड़ी मात्रा में गर्मी ऊर्जा को अवशोषित करेगा, ताकि सामग्री एक निश्चित अवधि के लिए शीतलक गैस को बनाए रख सके। तापमान के स्तर पर, बचने वाले तरल और गैस सामग्री की सतह पर एक तरल फिल्म या गैस फिल्म बनाएंगे, जो बाहरी उच्च तापमान वातावरण से सामग्री को अलग कर सकती है। इस प्रक्रिया को शीतलक समाप्त होने तक किया जा सकता है। चूंकि शीतलन तंत्र स्वयं सामग्री के "पसीना" के बराबर है, इसलिए इसे स्व-पसीने वाली शीतलन सामग्री कहा जाता है।

2.8 अपसारी शीतलन सामग्री

डाइवर्जेंट कूलिंग एक उन्नत शीतलन तकनीक है जो एक गैसीय या तरल शीतलन माध्यम को एक छिद्रपूर्ण सामग्री से गुजरने के लिए मजबूर करती है, ताकि सामग्री को गर्मी से अलग करने के लिए सामग्री की सतह पर अच्छे थर्मल इन्सुलेशन प्रदर्शन के साथ एक निरंतर और स्थिर गैस सीमा परत स्थापित की जा सके। बहे। एक बहुत ही आदर्श शीतलन प्रभाव प्राप्त करने के लिए खुला। लिक्विड हाइड्रोजन-लिक्विड ऑक्सीजन इंजन थ्रस्ट चैंबर इंजेक्टर पैनल को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, डाइवर्जेंट कूलिंग का उपयोग करने के बाद, इसका एक पक्ष -150 डिग्री पर हाइड्रोजन है, और दूसरी तरफ 3500 डिग्री पर गैस है, और सामग्री की गर्म सतह का तापमान केवल 80-200 डिग्री है। [14] के बीच की डिग्री। डाइवर्जेंट कूलिंग के लिए उपयोग की जाने वाली झरझरा सामग्री एक समान वेंटिलेशन, छोटे कपटपूर्ण छिद्रों और माध्यम के सुचारू प्रवाह के साथ एक उचित सीमा के भीतर घुसपैठ की मात्रा को सटीक रूप से नियंत्रित करने में सक्षम होनी चाहिए, और गर्मी-सबूत संरचनात्मक सामग्री के रूप में बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। , कुछ ताकत और कठोरता के साथ। और क्रूरता, आकस्मिक ऑक्सीकरण अवरुद्ध छिद्रों को रोकने के लिए अच्छे एंटी-ऑक्सीकरण गुणों वाली सामग्री का चयन करें, sintered तार जाल झरझरा फोम सामग्री सबसे अच्छा विकल्प है।

2.9 फिल्टर सामग्री

झरझरा धातु फोम उपयुक्त आकार में तैयार किया जाता है, और इसे तरल पदार्थ (जैसे पानी, समाधान, गैसोलीन, चिकनाई वाले तेल, रेफ्रिजरेंट, पॉलिमर मेल्ट) से ठोस या निलंबन को फ़िल्टर करने के लिए एक फिल्टर सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली झरझरा धातु फोम सामग्री कांस्य या स्टेनलेस स्टील है। बहुत संक्षारक तरल पदार्थों में, Au जैसी कीमती धातुओं का उपयोग किया जाता है।

3. पाउडर धातु विज्ञान द्वारा एल्यूमीनियम मिश्र धातु मिलाप की तैयारी

3.1 प्रायोगिक सामग्री और तरीके

45-105 ^m के कण आकार के साथ A1-Si सोल्डर पाउडर और 25-45 के कण आकार वाले KAlF4 फ्लक्स पाउडर को समान रूप से 9:1 के द्रव्यमान अनुपात में मिश्रित किया गया था और इसमें दबाया गया था। एक ठंडे समस्थानिक प्रेस पर एक अर्ध-40 मिमी बेलनाकार पाउडर। दबाव दबाव इकाई 100-300MPa है। फिर 10-3Pa की वैक्यूम डिग्री के साथ एक वैक्यूम सिंटरिंग भट्टी में, 2 घंटे के लिए 300-550 डिग्री पर sintered, और भट्ठी के साथ कमरे के तापमान तक ठंडा किया। फिर, 64:1 के एक्सट्रूज़न अनुपात के साथ, 2.2m/मिनट की एक्सट्रूज़न गति, और एक अर्ध-5mm ब्रेज़िंग फिलर धातु को निकालने के लिए 400 डिग्री के एक्सट्रूज़न तापमान के साथ, sintered ब्लैंक को लूट हॉट एक्सट्रूडर के साथ बाहर निकाला गया था। जल निकासी विधि का उपयोग करके घनत्व को मापा गया था। मेटलोग्राफिक नमूनों को यांत्रिक रूप से पॉलिश किया गया था और मानक केलर अभिकर्मक (0.5 प्रतिशत एचएफ प्लस 1.5 प्रतिशत एचसीएल प्लस 2.5 प्रतिशत एचएनओ 3 प्लस 95.5 प्रतिशत एच 2 ओ) के साथ उकेरा गया था, और क्वांटा 200 स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ गर्म एक्सट्रूज़न से पहले और बाद में सामग्री का माइक्रोस्ट्रक्चर देखा गया था।

3.2 प्रायोगिक निष्कर्ष

(1) दबाव बल का आकार स्वयं के घनत्व को निर्धारित करता है-फ्लक्स एल्यूमीनियम मिलाप पाउडर। दबाव बल जितना अधिक होगा, पाउडर का घनत्व उतना ही अधिक होगा। जब दबाव का दबाव कम होता है, तो दबाव बल की वृद्धि के साथ पाउडर का घनत्व तेजी से बढ़ता है; जब दबाव बल अधिक होता है, तो दबाव बढ़ने से पाउडर का घनत्व धीरे-धीरे बढ़ता है। जब दबाव बल लगभग 150MPa होता है, तो पाउडर का सापेक्ष घनत्व 80 प्रतिशत तक पहुंच सकता है, और पाउडर में बाद में सिंटरिंग और गर्म बाहर निकालना की स्थिति होती है।

(2) पारंपरिक सिंटरिंग प्रक्रिया (वैक्यूम सिंटरिंग सहित) स्वयं के घनत्व को नहीं बढ़ा सकती है - फ्लक्स्ड एल्यूमीनियम सोल्डर पाउडर। जब सॉलिडस से कम तापमान पर पाप किया जाता है, तो नमूने का घनत्व नहीं बढ़ता है, लेकिन घट जाता है; सॉलिडस तापमान सिंटरिंग से अधिक, नमूना पिघल जाएगा। और sintering तापमान बढ़ता है, पाउडर sintered घनत्व तदनुसार नहीं बढ़ेगा।

(3) गर्म बाहर निकालना प्रक्रिया के दौरान, sintered बिलेट प्लास्टिक विरूपण से गुजरता है, आंतरिक कणों के बीच की voids और सीमाएं गायब हो जाती हैं, voids कम हो जाते हैं, और नमूने का सापेक्ष घनत्व 96.7 प्रतिशत तक पहुंच जाता है। चरण संरचना के दृष्टिकोण से, सफेद कण KAlF4, छोटे काले बिंदु और प्राथमिक क्रिस्टल Si अपेक्षाकृत समान रूप से A1-Si मैट्रिक्स पर बिखरे हुए हैं।

झरझरा धातु फोम में विभिन्न भौतिक गुण होते हैं जैसे कि सरंध्रता, कंपन में कमी, भिगोना, ध्वनि अवशोषण, ध्वनि इन्सुलेशन, गर्मी लंपटता, प्रभाव ऊर्जा अवशोषण, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण, आदि। इसलिए, यह सामान्य औद्योगिक क्षेत्रों और उच्च में अधिक से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। -देश और विदेश में तकनीकी क्षेत्र। . झरझरा धातु फोम पर वर्तमान शोध ज्यादातर धातुकर्म या धातु सामग्री श्रमिकों द्वारा एकल - अनुशासनात्मक तरीकों का उपयोग करके किया जाता है, और झरझरा धातु फोम पर शोध कई विषयों और ज्ञान के एकीकरण से शुरू होना चाहिए। एकल-अनुशासनात्मक अनुसंधान में सफलता प्राप्त करना कठिन है, और यह सलाह दी जाती है कि अनुसंधान को अनुप्रयोग से अलग कर दिया जाए। भविष्य के अनुसंधान को बहु-अनुशासनात्मक क्रॉस-प्रवेश को अपनाना चाहिए, सामग्री की तैयारी और आवेदन के डिस्कनेक्ट होने की घटना को दूर करना चाहिए, और वस्तु के रूप में मांग के साथ लक्षित अनुसंधान का संचालन करना चाहिए, ताकि विज्ञान को बदलने की प्रक्रिया को तेज किया जा सके। और वास्तविक उत्पादकता में प्रौद्योगिकी।