• cpbj

Vaahtometallin huokoisuus ja tiheys

Vuonna 2015 DST:n ja New York University Institute of Technologyn tutkijat kehittivät yhdessä metallimatriisikomposiittivaahtomuovimateriaaleja.

Sen tiheys on vain 0,92 g/m3 ja se voi kellua veden päällä. Yllättäen tällä materiaalilla on tyydyttävä lujuus samalla kun se saavuttaa kevyen painon, ja sen yksi pallomainen kuori kestää 25 000 paunaa neliötuumaa kohti ennen rikkoutumista. Perinteiseen metallivaahtoon verrattuna metallipohjaisen komposiittivaahdon etuna on, että tiheyttä voidaan räätälöidä tietyllä alueella, ja myös reikien kokoa ja muotoa voidaan ohjata.

Metallivaahtohuokoisuus

Huokoisuus tarkoittaa huokoisen kappaleen kaikkien huokosten tilavuuden suhdetta huokoisen kappaleen kokonaistilavuuteen, se on huokoisen kappaleen tyhjän tilan säännöllinen mitta. Vaahtometallin huokoisuus saavuttaa normaalisti yli 90 %, ja se on huokoinen metalli, jolla on tietty lujuus ja jäykkyys. Tällaisella metallilla on korkea huokoisuus ja huokosten halkaisija voi saavuttaa millimetritason.

Metallivaahdon tiheys tekee metallivaahtomuovimateriaaleista erikoissovelluksia. Esimerkiksi autojen valmistuksessa käytetyt metallivaahtomateriaalit voivat vähentää ajoneuvon painoa, parantaa polttoainetehokkuutta ja maksimoida matkustajien suojan onnettomuustilanteessa hyvän energian absorptiokyvyn avulla.

Varsinaisessa tuotannossa havaittiin, että monet autonosat voidaan valmistaa vaahdotetusta alumiinista. Kuten yläkansi, pohjakansi, istuimet, puskurit, pitkittäispalkit edessä ja takana jne. Esimerkiksi saksalaisen Kaman Automobile Companyn sandwich-vaahtomuovialumiinista valmistetun kattopaneelin jäykkyys on noin 7 kertaa suurempi kuin teräskomponenttien, mutta sen paino on noin 25 % kevyempi kuin teräsosat.

Viite: Metallivaahdon kehityshistoria

Vuonna 1948 Sosnik ehdotti metallivaahtoalumiiniseoksen valmistusta höyrystetyn elohopean kanssa, mikä oli ensimmäinen kerta, kun ihmisillä oli metallivaahdon käsite. sillä välin se rikkoi pitkään perinteisen teorian, jonka mukaan metalleilla on vain tiheä rakenne.

Vuonna 1951 Elliott tuotti menestyksekkäästi vaahdotettua alumiinia sulavaahdotusmenetelmällä.

Vuonna 1983 GJDVIES:n julkaisema artikkeli merkitsi metallivaahtojärjestelmän tutkimuksen virallista alkua, ja metallivaahdon tutkimus alkoi aktiivisella jaksolla.

Vuonna 1988 LJ Gbsonin & MF Ashbyn julkaisema 'Horous Solids-structure & Properties' on edelleen tärkeä työ huokoisten materiaalien tutkimuksen alalla.

Vuonna 1991 Japanin Kyushu Industrial Research Institute on kehittänyt teollisen prosessin vaahdotetun alumiinin teolliseen tuotantoon.

Vuonna 2000 Ashby ja hänen tiiminsä tekivät ensin systemaattisesti yhteenvedon metallivaahdon valmistusmenetelmästä, suorituskyvystä ja levityssuunnasta.

Vuodesta 2000 lähtien pienhiukkasten valmistustekniikka on vähitellen kypsynyt, ja myös metallivaahdon tutkimusala on alkanut kehittyä nopeasti.


Postitusaika: 16.6.2021