1. Beth yw ewyn metel ac ewyn alwminiwm
Yn ystod hanes, mae darganfod ewyn metel yn garreg filltir bwysig yn chwyldro maes cyfan peirianneg deunyddiau. Mae ewyn metel yn ddeunydd sy'n cynnwys strwythur metel sydd â nifer fawr o fandyllau ac wedi'i lenwi â nwy ar hyd y strwythur [2]. Gall mandyllau'r ewynau metel hyn gael eu rhyng-gysylltu neu eu selio, ac fe'u gelwir yn ewyn celloedd agored ac ewyn celloedd caeedig, yn y drefn honno, fel y dangosir yn Ffigur 2(a)(b) [3]. Yn eu plith, y deunydd ewyn alwminiwm ar hyn o bryd yw'r metel ewyn mwyaf addawol, oherwydd ei fandylledd uchel, dwysedd isel, pwysau ysgafn, cryfder uchel, cywasgedd da, amsugno effaith gref, perfformiad amsugno sain da, a pherfformiad cysgodi electromagnetig da. Perfformiad rhagorol, a elwir felly yn “seren fetel” [4], a ddefnyddir yn eang mewn dulliau prosesu eraill ym meysydd peirianneg awyrofod, gweithgynhyrchu a gwyddorau ffisegol.
Ffigur 2. Nodweddion strwythurol ewyn alwminiwm: (a) Ewyn alwminiwm cell agored; (B) Ewyn alwminiwm cell caeedig [3]
2. Darganfod ewyn alwminiwm
Trwy gydol hanes, mae deunyddiau fel asgwrn, pren, a phumis wedi'u defnyddio'n helaeth ers amser maith. Mae llawer o ymchwilwyr yn rhagweld bod defnyddioldeb y deunyddiau hyn wedi hyrwyddo cynhyrchu deunyddiau o waith dyn fel ewyn metel. Er bod y rhan fwyaf o'r technolegau ewyn a ddefnyddir ar hyn o bryd wedi'u cynnig ers y 1950au, mae astudiaethau wedi dangos y gellir olrhain darganfyddiad ewyn alwminiwm yn ôl i 1926, pan soniodd Ma De Meller am ewyn metel gyntaf mewn patent Ffrengig. Awgrymodd Meller unwaith y gellir cyflawni'r broses ewyno metel trwy gyflwyno nwy anadweithiol i'r metel tawdd, neu trwy ddefnyddio asiant ewyno fel carbonad yn y metel tawdd. Er mai patent yn unig yw hwn yn seiliedig ar y syniad, mae'n gosod y sylfaen ar gyfer y camau nesaf sy'n ofynnol wrth ddatblygu ewyn alwminiwm. Datblygodd John C. Elliott y syniad hwn ymhellach 20 mlynedd yn ddiweddarach, gan ddylunio fersiwn wedi'i diweddaru o batent Meller a chyflwyno'r ewyn alwminiwm cyntaf sydd ar gael, a gyfrannodd yn ei dro at fasnacheiddio'r deunydd yn Japan yn y 1990au. Gosododd y datganiad y sylfaen [5].
3. Perfformiad a chymhwyso ewyn alwminiwm
Mae ewyn alwminiwm yn fetel gyda mandylledd uchel a strwythur mandyllog, lle mae'r mandyllau wedi'u selio yn cyfrif am tua thri chwarter cyfanswm cyfaint y deunydd metel, gan wneud y deunydd yn ysgafn iawn [7]. Yn ogystal â'r nodweddion uchod, mae gan ewyn alwminiwm hefyd nodweddion amsugno ynni trawiadol a chywasgedd uchel [7]. O ran y dwysedd, canfu'r ymchwilwyr fod dwysedd y rhan fwyaf o samplau ewyn alwminiwm tua 0.4-1.2 g·cm-3 [6]. Yn ogystal, mae gan ewyn alwminiwm hefyd amsugno sain, ailgylchadwyedd a dargludedd thermol isel [7].
O ran cymhwysiad, mae cysgodi electromagnetig, pwysau ysgafn a phriodweddau amsugnol ewyn alwminiwm yn ei gwneud yn ymgeisydd delfrydol ar gyfer cydrannau a ddefnyddir mewn dyfeisiau ymasiad niwclear rheoledig, automobiles, diwydiannau awyrofod ac adeiladu oherwydd ei wrthwynebiad i amgylcheddau ffisegol eithafol. Yn y ddyfais ymasiad niwclear y gellir ei reoli, mae ewyn alwminiwm celloedd caeedig yn ddeunydd cysgodi electromagnetig rhagorol. Oherwydd rhyng-gysylltiad y sgerbwd ewyn alwminiwm, mae ganddo arwynebedd penodol enfawr a gallu da i amsugno ac adlewyrchu tonnau electromagnetig. Mae colledion amrywiol yn digwydd, megis colli amsugno, colli adlewyrchiad, ac ati, fel bod gan alwminiwm ewynog berfformiad cysgodi electromagnetig rhagorol. Ar ben hynny, canfuwyd hefyd bod effeithiolrwydd cysgodi electromagnetig alwminiwm ewynog yn dangos tuedd o ostwng yn gyntaf ac yna cynyddu gyda chynnydd amlder tonnau electromagnetig [3]. Yn y diwydiant awyrofod, defnyddir alwminiwm ewynnog i wneud conau gofod neu rannau tyrbin. Oherwydd ansawdd isel alwminiwm ewynog, mae'n arbennig o ddefnyddiol ar gyfer lleihau cyfanswm pwysau cydrannau awyrennau [7]. Ac fel deunydd amsugno ynni rhagorol, defnyddir alwminiwm ewynog i gynhyrchu byfferau llongau gofod, amsugyddion dirgryniad a gwaelod caban dychwelyd y llong ofod, fel y gall y llong ofod gyrraedd glaniad diogel a diogelu diogelwch gofodwyr ac offer gofod. Trwy amsugno ynni effeithiol ac amsugno sioc, gall alwminiwm ewynnog sicrhau diogelwch gofodwyr o dan effaith glanio'r llong ofod, fel y dangosir yn Ffigur 3 [8].
Ffigur 3. Strwythur rhannol gwell ar gyfer y gors sy'n gwrthsefyll effaith[8]
1-croen uchaf; Llinynnau alwminiwm 2-ewyn; croen 3-is
Yn y diwydiant modurol, mae alwminiwm ewynog yn helpu i leihau cyfanswm y rhannau a ddefnyddir yn y ffrâm, yn gwneud y broses gydosod yn fwy effeithlon, ac yn y pen draw yn helpu i leihau costau a gwella perfformiad [7]. Ar hyn o bryd, defnyddir alwminiwm ewyn mewn bariau gwrth-wrthdrawiad, trawstiau a thrawstiau drws mewn strwythurau corff automobile ar y farchnad, fel y dangosir yn Ffigur 4 [9-10].
Mae Ffigur 4. (a) yn ddiagram o egni rhannol sy'n amsugno rhannau o gorff y car;
(B) Diagram sgematig o far gwrth-wrthdrawiad alwminiwm ewyn
Yn y diwydiant adeiladu, prif ddefnydd alwminiwm ewynog yw rhwystr amddiffynnol sy'n gwrthsefyll tân i atal sŵn difrifol. Cymhwysiad nodweddiadol ewyn alwminiwm celloedd caeedig mewn pensaernïaeth yw'r Shanghai SOHO Fuxing Plaza. Mae'r dylunydd yn defnyddio llawer iawn o alwminiwm ewyn i amsugno ac inswleiddio sain, fel y dangosir yn Ffigur 6 [11].
Ystyrir bod darganfod ewyn alwminiwm yn gyflawniad rhyfeddol. Mae'r deunydd alwminiwm ewynnog yn cyfuno perfformiad cysgodi electromagnetig rhagorol, pwysau ysgafn, dwysedd isel, amsugno sioc a pherfformiad amsugno ynni, felly mae ganddo berfformiad da iawn mewn amrywiol ddiwydiannau heddiw. Cymhwysedd eang. Yn ddiddorol, mae ewyn alwminiwm hefyd yn gynnyrch ecogyfeillgar y gellir ei ailgylchu, sy'n golygu ei fod yn ddeunydd cynaliadwy a disgwylir iddo gael ei ddefnyddio mewn symiau mawr mewn cymwysiadau diwydiannol yn y dyfodol.
Amser postio: Tachwedd-30-2021
