Metallschaum bezieht sich auf spezielle Metallmaterialien mit Schaumporen. Aufgrund seiner einzigartigen Struktureigenschaften weist Metallschaum eine Reihe von Vorteilen auf, wie beispielsweise eine geringe Dichte, gute Wärmedämmleistung, gute Schalldämmleistung und die Fähigkeit, elektromagnetische Wellen zu absorbieren.

Es weist eine hohe Luftdurchlässigkeit auf, fast alle Poren sind verbunden, die BET der Poren ist groß und die Schüttdichte gering.

Metallschaumklassifizierungen

Metallschaum besteht hauptsächlich aus Aluminiumschaum, Kupferschaum, Nickelschaum und anderen Legierungsschäumen.

Aluminiumschaum mit Legierungen ist leicht und besitzt die Eigenschaften der Schallabsorption, Wärmeisolierung, Vibrationsreduzierung, Stoßenergieabsorption und Absorption elektromagnetischer Wellen usw. Er eignet sich als Aufprallschutzschicht für Raketen, Flugzeuge und deren Bergungsteile, als Autopuffer, als elektromechanische Vibrationsreduzierungsvorrichtung, als elektromagnetische Wellenabschirmung für Impulsstromversorgungen usw.

Aufgrund der verbundenen Porenstruktur und der hohen Porosität verfügt Nickelschaum über eine hohe Gasleistung, eine große spezifische Oberfläche und Kapillarkraft. Er wird hauptsächlich als Funktionsmaterial zur Herstellung von Flüssigkeitsfiltern, Zerstäubern, Katalysatoren, Batterieplatten und Wärmetauschern verwendet.

Kupferschaum weist eine gute Leitfähigkeit und Duktilität auf, weist geringere Herstellungskosten als Nickelschaum auf und hat eine bessere Leitfähigkeit, sodass er bei der Herstellung von Batterieanoden-(Träger-)Materialien, Katalysatorträgern und Materialien zur elektromagnetischen Abschirmung verwendet werden kann.

Insbesondere Kupferschaum wird als Basismaterial für Batterieelektroden verwendet, was offensichtliche Vorteile bietet. Allerdings ist die Korrosionsbeständigkeit von Kupfer nicht so gut wie die von Nickel, was seine Anwendung einschränkt.

Metallschaumanwendungen

Metallschäume verfügen über eine gewisse Festigkeit, Duktilität und Addierbarkeit und können als leichte Strukturmaterialien verwendet werden. Dieses Material wird seit langem als Kernmaterial für Flugzeugklammern verwendet. In der Luft- und Raumfahrt- und Raketenindustrie werden Metallschäume als leichte, wärmeübertragende Trägerstrukturen verwendet. Da sie auf die Struktur geschweißt, geklebt oder galvanisiert werden können, können sie zu Sandwich-Lagerelementen verarbeitet werden, beispielsweise als Träger für die Metallhülle der Tragfläche, als Anti-Kollaps-Stütze für die Raketenspitze (aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit) und als Fahrwerk von Raumfahrzeugen usw.

Im Bauwesen wird Metallschaum benötigt, um leichte, harte und feuerfeste Elemente, Geländer oder Stützen für diese Dinge herzustellen. Die Beschleunigung und Verzögerung moderner Aufzüge bei hoher Frequenz und Geschwindigkeit erfordert auch die leichte Struktur aus geschäumtem Metall, das sowohl Energie absorbiert als auch trägt, um den Energieverbrauch zu senken. Zylindrische Schalen werden häufig in technischen Strukturen verwendet, beispielsweise in Flugzeugrümpfen und Offshore-Ölbohranlagen. Dünnwandige zylindrische Schalen sind anfällig für Beschädigungen, wenn sie Belastungen ausgesetzt sind, aber wenn die Schale durch durchgehenden Schaum (Spulen) gestützt wird, hat die Struktur eine höhere Festigkeit als eine unverstärkte zentrale Schale mit gleichem Durchmesser und gleicher Größe.

Kupferschaum ist einfach herzustellen und leicht zu verformen und eignet sich daher für Verbindungselemente.

Metallschäume können auch als Verstärkung für viele organische, anorganische und metallische Materialien verwendet werden. Beispielsweise wird mit Nickelschaum verstärktes Aluminiumlegierungsmaterial (NFRA) nach der Verfestigung durch Einfüllen von geschmolzenem Aluminium in Nickelschaum hergestellt.

Schaummetall eignet sich sehr gut als leichtes Rollenmaterial zum Tragen einer Vielzahl von Platten, Schalen und Rohren zur Herstellung einer Vielzahl von laminierten Verbundwerkstoffen. Ein typisches Beispiel für die Verwendung poröser Materialien in Strukturteilen sind Sandwichplatten. In modernen Flugzeugen verwendete Sandwichplatten bestehen aus einer Außenhaut aus Glas- oder Kohlefaser-Verbundwerkstoff. Diese Außenschicht ist durch Metall, Aluminium oder Papier oder durch starren Polymerschaum vom Harzwabenmaterial getrennt, um der Sandwichplatte eine hohe spezifische Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit zu verleihen. Dieselbe Technologie wurde auf andere Anwendungen ausgeweitet, bei denen das Gewicht ein entscheidender Indikator ist: Raumschiffe, Schlitten, Rennboote und bewegliche Gebäude.

Auch der Pufferschutz ist eine der Hauptanwendungen von Metallschäumen. Diese müssen in der Lage sein, Energie zu absorbieren und gleichzeitig die auf das zu schützende Objekt wirkende Maximalkraft unter der Schadensgrenze zu halten.

Poröse Schäume eignen sich gut für solche Anwendungen. Durch die Steuerung ihrer relativen Dichte kann die Festigkeit von Metallschäumen in einem weiten Bereich eingestellt werden.