Forschung und Entwicklung von Metallschaum
Die Entwicklung neuer Materialien ist der Schlüssel zu technologischen Innovationen im neuen Zeitalter. Sie eröffnet neue Möglichkeiten zum Umweltschutz und zur Energieeinsparung und ist eng mit der Volkswirtschaft und der Modernisierung verbunden. Geschäumte Metallwerkstoffe zeichnen sich nicht nur durch ihr geringes Gewicht aus wie herkömmliche poröse Materialien, sondern verfügen auch über hervorragende mechanische und physikalische Eigenschaften wie Wärme- und Elektrizitätsaufnahme. Sie lassen sich leichter regenerieren als Polymerschäume, was das Anwendungsspektrum poröser Materialien erweitert. In den letzten Jahren hat die Entwicklung neuer Technologien die Qualität von geschäumten Metallen deutlich verbessert, und auch die Anwendungsbedingungen neuer Materialien haben sich stark verändert. Die Entwicklung von geschäumten Metallen, insbesondere geschäumten Aluminiumlegierungen, weckt zunehmendes Interesse. Beispielsweise wird in der Automobilindustrie aufgrund der steigenden Anforderungen an Sicherheit und Umweltschutz der Einsatz von geschäumten Metallen in Betracht gezogen.
1. Herstellungsprozess und Entwicklung von Metallschaum
Der Herstellungsprozess von Metallschäumen ist von der Herstellung von Polymerschäumen inspiriert und wurde aufgrund der einzigartigen Metalleigenschaften weiterentwickelt. Metallschäume lassen sich je nach ihrer inneren Porenstruktur in zwei Typen unterteilen: durchzellig und geschlossenzellig. Die Herstellungsmethoden lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Metallschaum wird unterteilt in:
- Der geschlossenzellige Metallschaum wird in Schmelzschaumverfahren, Pulverschaumverfahren, Hohlkugelzugabeverfahren und Sputterverfahren unterteilt.
- Bei der Herstellung von Durchgangslochschaummetall unterscheidet man zwischen Sickergussverfahren, Feingussverfahren, Sinterverfahren und Metallplattierungsverfahren.
2. Eigenschaften von Schaummetall
Metallschäume weisen aufgrund ihrer porösen Struktur einige interessante Eigenschaften auf und synthetisieren die Eigenschaften des Grundmetalls und seiner Struktur.
Als Strukturmaterial hängen die mechanischen Eigenschaften von Metallschaum hauptsächlich von seiner Dichte und den Eigenschaften des Grundmetalls ab. Beispielsweise weist Metallschaum mit hoher Dichte auch eine hohe Druckfestigkeit auf, und Metallschaum mit hoher Matrixfestigkeit weist ebenfalls eine hohe Druckfestigkeit auf.
Als Funktionsmaterial verfügt es über verschiedene physikalische Eigenschaften wie Schallabsorption, Filterung, Wärmeisolierung, Flammschutz, Vibrationsreduzierung, Dämpfung, Stoßenergieabsorption und elektromagnetische Abschirmung.
Die am besten erforschte und am weitesten verbreitete Methode ist die Energieabsorption von Metallschaum.
3. Anwendung von Schaummetall
Der Einsatz hängt von der Leistung ab und die hervorragende Leistung von Schaummetall bestimmt sein breites Anwendungsspektrum.
Derzeit werden in Japan einige Eigenschaften von Schaummetall genutzt. Beispielsweise werden die schallabsorbierenden Eigenschaften von Aluminiumschaum in den Kraftwerksräumen der Hokkaido-Sightseeing-Züge und in Lärmschutzvorrichtungen in Fabriken genutzt. Die Zugsitze des JR Shinkansen verwenden die Verbundstruktur von Aluminiumschaum, und die einzigartigen dekorativen Eigenschaften der Schaumoberfläche werden auch in der Gebäudeindustrie genutzt.
Durchgängige Metallschäume werden als Filtermaterialien, Wärmetauscher, Filter und Katalysatorträger eingesetzt und finden auch Verwendung als Elektrodenmaterialien.
Veröffentlichungszeit: 29. März 2022
