Metal Foam – Metall, das atmet

Aufgrund seiner besonderen Struktur besitzt es in vielerlei Hinsicht besondere Eigenschaften. Als StrukturMaterialEs zeichnet sich durch geringes Gewicht und hohe spezifische Festigkeit aus; als Funktionsmaterial verfügt es über eine Vielzahl physikalischer Eigenschaften wie Porosität, Schwingungsdämpfung, Dämpfung, Schallabsorption, Schalldämmung, Wärmeableitung, Stoßenergieabsorption, elektromagnetische Abschirmung und so weiter.
Schaummetallwird durch Pulvermetallurgie und Galvanik hergestellt, erstere durch ZugabeSchaumEin Bindemittel wird dem geschmolzenen Metall zugesetzt, um Schaummetall zu erzeugen; letzteres wird durch galvanische Abscheidung auf dem Polyurethanschaumskelett zu Schaummetall repliziert.
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung von Schaummetall wird dem Pulver ein Treibmittel (z. B. NH4Cl) zugesetzt. Durch Sintern verflüchtigt sich das Treibmittel und es bilden sich Poren. Durch elektrochemische Abscheidung können Schaummetalle mit regelmäßig geformten Poren und einer Porosität von bis zu 95 % hergestellt werden, darunter auch Schaummaterialien mit Metallen und Legierungen wie Cu, Ni, NiCrFe, ZnCu, NiCu, NiCrW, NiFe und anderen Metallen und Legierungen als Grundgerüst. Das elektrochemisch auf dem porösen Körper abgeschiedene Metall wird gesintert, sodass die abgeschiedenen Komponenten zu einem Ganzen verbunden werden. Die Festigkeit entspricht dem gewünschten hochporösen Schaummetall mit hoher Porosität, das bei Bedarf mit weiteren Substanzen wie Katalysatoren und Elektrolyten gefüllt werden kann.
Aluminium, Nickel und deren Legierungen sind bereits als Schaummetalle in der Praxis bekannt, darüber hinaus besteht auch beim Schaumkupfer noch ein gewisser Entwicklungsspielraum.
Schaumaluminiumund seine Legierungen sind leicht, mit Schallabsorption, Wärmeisolierung, Schwingungsdämpfung, Absorption von Aufprallenergie und elektromagnetischen Wellen und anderen Eigenschaften, geeignet für Raketen, Flugzeuge und deren Bergungsteile der Aufprallschutzschicht, Automobilpuffer, Schwingungsdämpfungsvorrichtungen elektronischer Maschinen, Impulsleistung elektromagnetischer Wellenabschirmungsabdeckungen.
Nickelschaumverfügt aufgrund seiner verbundenen Porenstruktur und hohen Porosität über eine hohe Gasdurchlässigkeit, eine große spezifische Oberfläche und Kapillarkraft und wird hauptsächlich als Funktionsmaterial zur Herstellung von Flüssigkeitsfiltern, Zerstäubern, Katalysatoren, Batterieelektrodenplatten und Wärmetauschern verwendet.
KupferschaumDie Leitfähigkeit und Duktilität sind gut, und die Herstellungskosten sind niedriger als bei Nickelschaum. Aufgrund der besseren Leitfähigkeit eignet es sich zur Herstellung von Trägermaterialien für negative Batterieelektroden, Katalysatorträgern und elektromagnetischen Abschirmmaterialien. Insbesondere Kupferschaum bietet als Elektrodensubstratmaterial für Batterien einige offensichtliche Vorteile, ist jedoch aufgrund der geringeren Korrosionsbeständigkeit als Nickel nicht so gut, was einige seiner Anwendungen einschränkt.
Dieses Material wird seit langem als Kernmaterial für Klemmkomponenten in Flugzeugen verwendet. In der Luft- und Raumfahrt- sowie Raketenindustrie können daraus Sandwich-Lagerkomponenten hergestellt werden, beispielsweise für die Metallhülle des Tragkörpers der Tragflächen, die Hülle der Raketenspitze, die aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit bei hohen Temperaturen zusammenbricht, und das Fahrwerk von Raumfahrzeugen. Im Bauwesen wird Schaummetall benötigt, um leichte, harte und feuerbeständige Elemente, Geländer oder Tragkörper für diese Dinge herzustellen. Die hochfrequenten, schnellen Beschleunigungen und Verzögerungen moderner Aufzüge erfordern ebenfalls leichte Strukturen mit sowohl energieabsorbierenden als auch lasttragenden Eigenschaften, um den Energieverbrauch zu senken. Eine weitere Hauptanwendung von Schaummetall ist die Dämpfung. Es muss Energie absorbieren können und gleichzeitig die maximal auf das geschützte Objekt wirkende Kraft unterhalb der Schadensgrenze halten.