1. Kio estas metala ŝaŭmo kaj aluminio ŝaŭmo
En la daŭro de la historio, la malkovro de metalo ŝaŭmis konsistigas gravan mejloŝtonon en la revolucio de la tuta kampo de materiala inĝenierado. Metala ŝaŭmo estas materialo kunmetita de metala strukturo kiu havas grandan nombron da poroj kaj estas plenigita per gaso laŭ la strukturo [2]. La poroj de ĉi tiuj metalaj ŝaŭmoj povas esti interligitaj aŭ sigelitaj, kaj estas nomitaj malfermĉela ŝaŭmo kaj fermitĉela ŝaŭmo, respektive, kiel montrite en Figuro 2 (a) (b) [3]. Inter ili, la aluminia ŝaŭma materialo estas nuntempe la plej promesplena ŝaŭma metalo, pro sia alta poreco, malalta denseco, malpeza pezo, alta forto, bona kunpremebleco, forta sorbado de efiko, bona son-sorbada agado kaj bona elektromagneta ŝirmado. Bonega agado, do konata kiel la "metala stelo" [4], vaste uzata en aliaj prilaboraj metodoj en la kampoj de aerspaca inĝenierado, fabrikado kaj fizikaj sciencoj.
Figuro 2. Strukturaj karakterizaĵoj de aluminio ŝaŭmis: (a) Malfermĉela ŝaŭmo de aluminio; (B) Fermĉela aluminia ŝaŭmo [3]
2. La malkovro de aluminio ŝaŭmis
Dum la historio, materialoj kiel osto, ligno kaj pumiko estis vaste uzataj dum longa tempo. Multaj esploristoj antaŭdiras, ke la utileco de ĉi tiuj materialoj antaŭenigis la produktadon de homfaritaj materialoj kiel metala ŝaŭmo. Kvankam la plej multaj el la ŝaŭmaj teknologioj nuntempe uzataj estis proponitaj ekde la 1950-aj jaroj, studoj montris, ke la eltrovo de ŝaŭma aluminio povas esti spurita reen al 1926, kiam Ma De Meller unue menciis metalŝaŭmon en franca patento. Meller siatempe sugestis ke la metalŝaŭma procezo povas esti atingita enkondukante inertan gason en la fanditan metalon, aŭ uzante ŝaŭmangenton kiel ekzemple karbonato en la fandita metalo. Kvankam ĉi tio estas nur patento bazita sur la ideo, ĝi metas la fundamenton por la sekvaj paŝoj postulataj en la disvolviĝo de aluminia ŝaŭmo. John C. Elliott plue evoluigis tiun ideon 20 jarojn poste, dizajnante ĝisdatigitan version de la patento de Meller kaj lanĉante la unuan haveblan aluminioŝaŭmon, kiu en victurno kontribuis al la komercigo de la materialo en Japanio en la 1990-aj jaroj. La liberigo metis la fundamenton [5].
3. Agado kaj apliko de aluminio ŝaŭmis
Aluminio ŝaŭmita estas metalo kun alta poreco kaj pora strukturo, en kiu la sigelitaj poroj respondecas pri proksimume tri kvaronoj de la totala volumo de la metala materialo, igante la materialon tre malpeza [7]. Aldone al ĉi-supraj karakterizaĵoj, aluminio ŝaŭmis ankaŭ havas impresajn energiajn absorbajn trajtojn kaj altan kunpremeblecon [7]. Koncerne la densecon, la esploristoj trovis, ke la denseco de plej multaj aluminiaj ŝaŭmaj specimenoj estas ĉirkaŭ 0,4-1,2 g·cm-3 [6]. Krome, aluminio ŝaŭmis ankaŭ havas sonsorbadon, recikleblon kaj malaltan termikan konduktivecon [7].
Laŭ apliko, la elektromagneta ŝirmado, malpeza pezo kaj absorbaj propraĵoj de aluminioŝaŭmo igas ĝin ideala kandidato por komponantoj uzataj en kontrolitaj nukleaj fuzio-aparatoj, aŭtoj, aerospacaj kaj konstruaj industrioj pro ĝia rezisto al ekstremaj fizikaj medioj. En la regebla nuklea fuzio-aparato, fermitĉela aluminia ŝaŭmo estas bonega elektromagneta ŝirma materialo. Pro la interkonekto de la aluminia ŝaŭma skeleto, ĝi havas grandegan specifan surfacareon kaj bonan kapablon sorbi kaj reflekti elektromagnetajn ondojn. Diversaj perdoj okazas, kiel sorba perdo, reflekta perdo ktp., tiel ke ŝaŭma aluminio havas bonegan elektromagnetan ŝirman rendimenton. Plie, oni ankaŭ trovis, ke la elektromagneta ŝirma efikeco de ŝaŭma aluminio montris tendencon unue malpliiĝi kaj poste pliiĝi kun la pliiĝo de elektromagneta ondo-frekvenco [3]. En la aerspaca industrio, ŝaŭma aluminio estas uzata por fari spacajn konusojn aŭ turbinpartojn. Pro la malalta kvalito de ŝaŭma aluminio, ĝi estas precipe utila por redukti la totalan pezon de aviadilkomponentoj [7]. Kaj kiel bonega energisorba materialo, ŝaŭma aluminio estas uzata por fabriki bufrojn de kosmoŝipo, vibrosorbilojn kaj la fundon de la revenkabano de la kosmoŝipo, por ke la kosmoŝipo povu atingi sekuran surteriĝon kaj protekti la sekurecon de astronaŭtoj kaj kosmaj ekipaĵoj. Per efika energisorbado kaj ŝokosorbado, ŝaŭma aluminio povas certigi la sekurecon de astronaŭtoj sub la efiko de la kosmoŝipo alteriĝo, kiel montrite en Figuro 3 [8].
Figuro 3. Plibonigita parta strukturo de la trafo-rezistema bilĝo[8]
1-supra haŭto; 2-ŝaŭmaj aluminiaj ŝnuroj; 3-malsupra haŭto
En la aŭtindustrio, ŝaŭma aluminio helpas redukti la tutsumon de partoj uzitaj en la kadro, igas la kunigprocezon pli efika, kaj finfine helpas redukti kostojn kaj plibonigi rendimenton [7]. Nuntempe, ŝaŭma aluminio estas uzata en kontraŭkolizioj stangoj, traboj kaj pordotraboj en aŭtomobilaj korpostrukturoj sur la merkato, kiel montrite en Figuro 4 [9-10].
Figuro 4. (a) estas diagramo de partaj energiosorbantaj partoj de la karoserio;
(B) Skema diagramo de ŝaŭma aluminio kontraŭ-kolizio stango
En la konstrua industrio, la ĉefa uzo de ŝaŭma aluminio estas kiel protekta, fajrorezista baro por malhelpi severan bruon. La tipa apliko de fermitĉela aluminia ŝaŭmo en arkitekturo estas la Ŝanhaja SOHO Fuxing Plaza. La dizajnisto uzas grandan kvanton da ŝaŭma aluminio por sorbi kaj izoli sonon, kiel montrite en Figuro 6 [11].
La malkovro de ŝaŭmo de aluminio estas konsiderata kiel rimarkinda atingo. La ŝaŭma aluminio-materialo kombinas bonegan elektromagnetan ŝirman agadon, malpezan pezon, malaltan densecon, ŝokon-sorbadon kaj energio-sorbadon, do ĝi havas tre bonan rendimenton en diversaj industrioj hodiaŭ. Larĝa aplikebleco. Interese, ke aluminio ŝaŭmis ankaŭ estas ekologia produkto kiu povas esti reciklita, kio signifas, ke ĝi estas daŭrigebla materialo kaj estas atendita esti uzata en grandaj kvantoj en estontaj industriaj aplikoj.
Afiŝtempo: Nov-30-2021
