금속 발포체

Metal foam
발포 알루미늄
일반 발포 알루미늄

금속 폼은 고체 금속(대부분 알루미늄)과 부피의 대부분을 차지하는 기공으로 이루어진 세포 구조입니다.모공은 밀폐(폐쇄 셀 폼) 또는 상호 연결(개방 셀 폼)할 수 있습니다.금속 발포체의 특징적인 특징은 높은 다공성입니다. 일반적으로 부피의 5~25%만이 모재입니다.재료의 강도는 정사각형-입방체 법칙 때문이다.

금속 발포제는 일반적으로 기본 재료의 물리적 특성을 유지합니다.불연성 금속제 발포체는 불연성이 유지되며 일반적으로 모재로 재활용할 수 있습니다.열팽창 계수는 비슷하지만 열전도율은 [1]떨어질 수 있습니다.

정의들

오픈 셀

오픈셀 메탈 폼
개방 셀 금속 발포체에서의 유체 흐름 및 열 전달 CFD(수치) 시뮬레이션

금속 [2]스펀지라고도 불리는 개방형 금속 폼은 열 교환기(콤팩트 전자 장치 냉각, 저온 탱크, PCM 열 교환기), 에너지 흡수, 흐름 확산, CO2 스크러버, 화염 방지기 및 경량 [3]광학에 사용할 수 있습니다.재료의 고비용은 일반적으로 첨단 기술, 항공우주 및 제조로 사용을 제한합니다.

화학 산업에서 고온 필터로 사용되는 미세 개방 셀 폼은 보조 없이 볼 수 있는 것보다 작은 셀을 가지고 있습니다.

금속 발포제는 소형 열 교환기에 사용되어 압력 [4][5][6][clarification needed]감소로 열 전달을 증가시킵니다.그러나 이러한 방법을 사용하면 물리적 크기와 제작 비용을 크게 줄일 수 있습니다.이러한 재료의 대부분의 모델은 이상적이고 주기적인 구조 또는 평균적인 거시적 특성을 사용한다.

금속 스펀지는 단위 무게당 표면적이 매우 크고 촉매는 종종 팔라듐 블랙, 백금 스펀지 및 스펀지 니켈과 같은 금속 스펀지로 형성됩니다.오스뮴과 수소화 팔라듐과 같은 금속은 은유적으로 "금속 스폰지"라고 불리지만, 이 용어는 물리적 [7]구조가 아닌 수소에 결합하는 특성을 나타냅니다.

클로즈드 셀

폐쇄 전지 금속 거품은 1926년 멜러에 의해 프랑스 특허에서 처음 보고되었으며, 여기에서 불활성 가스 주입 또는 송풍제에 의한 경금속 거품이 [8]제안되었습니다.1948년과 1951년에 스펀지 같은 금속에 대한 [9][10]두 가지 특허가 벤자민 소스닉에게 발행되었습니다. 벤자민 소스닉은 수은 증기를 사용하여 액체 알루미늄을 분사했습니다.

폐전지 금속 발포제는 1956년 존 C에 의해 개발되었습니다.비요크스텐 연구소의 엘리엇입니다최초의 시제품은 1950년대에 구할 수 있었지만, 상업적인 생산은 1990년대에 일본의 신코 와이어 회사에 의해 시작되었다.폐쇄 셀 금속 발포재는 주로 자전거 헬멧의 고분자 발포체와 유사하지만 충격 하중이 더 높은 충격 흡수 재료로 사용됩니다.많은 고분자 발포체와는 달리 금속 발포체는 충격 후에도 변형 상태를 유지하므로 한 번만 변형될 수 있습니다.경량(일반적으로 동일한 비다공질 합금 밀도의 10-25%), 강성이며 경량 구조 재료로 자주 제안됩니다.그러나, 이러한 목적으로 널리 사용되고 있지는 않다.

밀폐형 발포체는 다른 금속 발포체의 내화성과 재활용 가능성을 유지하지만 물에 부유하는 특성을 더합니다.

확률 거품

기포는 다공성 분포가 랜덤일 때 확률적이라고 한다.대부분의 거품은 제조 방법 때문에 확률적입니다.

  • 액체 또는 고체(분말) 금속 발포
  • 증착(랜덤 매트릭스상의 CVD)
  • 비즈 또는 매트릭스를 포함한 금형의 직접 또는 간접 무작위 주조

일반 폼

직접 성형에 의한 일반 금속 폼 제조 공정, CTIF 공정[11][12][13]

거품은 구조물을 주문할 때 규칙적이라고 한다.다이렉트 몰딩은 모공이 열린 일반 발포체를[11][12] 만드는 기술 중 하나다.금속 발포제는 선택적 레이저 용해(SLM)와 같은 적층 공정을 통해서도 생산될 수 있습니다.

플레이트는 주조 코어로 사용할 수 있습니다.모양은 각 응용 프로그램에 맞게 커스터마이즈됩니다.이 제조법은 플라토 법칙을 만족하고 잘린 8면체 켈빈 셀(체심 입방체 구조) 모양의 전도성 기공을 가지고 있기 때문에 "완벽한" 거품을 가능하게 한다.

켈빈 셀(Weaire와 유사-)Phelan 구조)

하이브리드 폼

하이브리드 금속 발포체는 일반적으로 다공질 [14]기판 위에 얇은 막이 있습니다.금속 거품을 다른 재료로 코팅하면 특히 세포 구조로 인해 굽힘 변형 메커니즘이 발생하기 쉽기 때문에 금속 거품의 기계적 특성이 개선되는 것으로 나타났습니다.박막을 추가하면 부식 저항성과 같은 다른 특성도 개선되고 촉매 흐름 프로세스를 위한 표면 기능화가 가능합니다.

하이브리드 금속 발포체를 제작하기 위해 [15]상온에서 전착을 통해 발포체 기판 위에 박막을 퇴적시킨다.와트 욕조의 2전극 셀 설정을 사용할 [15]수 있습니다.최근의 연구는 금속 [15]발포체의 복잡한 기하학적 구조 때문에 박막의 균일성에 관한 문제를 입증했다.나노 입자 박막의 구현을 통해 보다 최근의 연구에서 균일성 문제가 해결되어 기계적 특성과 [16]내식성 특성이 개선되었습니다.

하이브리드 폼에 대한 최근 연구도 비재생 에너지 [17]자원을 다루는 데 사용되었다.전이 금속 하이브리드 폼은 이전에 다공질 재료를 통한 유체의 확산도를 높이고 [17]전하 전달을 강화하기 위해 전기 특성을 개선하기 위해 전착 및 수소 버블링 프로세스의 조합을 통해 제작되었습니다.따라서 이러한 기포를 사용하여 전자 촉매 물 분할 과정을 보다 효율적으로 만들 수 있습니다.

하이브리드 금속 발포제는 유연한 장치에 적합한 전도성을 가질 수 있습니다.다공질 고분자 기판에 기상 증착을 통해 얇은 금속층을 도포함으로써 고분자 [18]매트릭스의 유연성을 유지하면서 높은 전도율을 달성할 수 있었다.사이클링 테스트를 통해 하이브리드 폼이 표면 변형 [18]감지가 가능한 것으로 나타났습니다.향후의 대처에서는, 증착에 수반해 재료의 가교와 다공성의 변화를 특징짓는 것을 목표로 하고 있습니다.또한 외력에 대한 감도를 개선하기 위해 폼 배위자 내의 다른 폴리머와 금속 간의 상호작용 또는 적합성을 조사할 수 있다.이는 압축력에 대한 저항을 개선하는 데 도움이 될 것입니다.

제조업

오픈 셀

개방 셀 폼은 주조 공장 또는 분말 야금법에 의해 제조됩니다.분말법에서는 '공간 홀더'가 사용되며, 그 이름에서 알 수 있듯이 모공의 공간 및 채널을 점유한다.주조 공정에서 발포체를 개방 폴리우레탄 발포 골격으로 주조한다.

클로즈드 셀

거품은 보통 용융된 [19]금속에 가스를 주입하거나 발포제를 혼합하여 만들어집니다.재료에 기포를 만들어 용융액을 발포시킬 수 있습니다.보통 녹은 금속의 기포는 고밀도 액체에서 부력이 높고 표면으로 빠르게 떠오릅니다.이러한 상승은 세라믹 분말 또는 합금 원소를 첨가하여 용융물에 안정화 입자를 형성하거나 다른 방법으로 용융 금속의 점도를 증가시킴으로써 느려질 수 있습니다.금속 용해는 세 가지 방법 중 하나로 발포할 수 있습니다.

  • 외부 선원에서 액체 금속으로 가스를 주입한다.
  • 용융된 금속과 가스 냉각 블로우제를 혼합하여 액체에서 가스 형성을 유발한다.
  • 용해된 금속에 용해된 가스의 침전을 유발합니다.

용융된 금속 기포를 안정시키기 위해서는 고온 발포제(나노 또는 마이크로미터 크기의 고체 입자)가 필요하다.모공, 즉 세포의 크기는 보통 1에서 8mm이다.발포제 또는 송풍제를 사용할 경우, 녹이기 전에 분말 금속과 혼합한다.이것은 이른바 발포의 '화약통로'로, (산업적 관점에서) 가장 확립되어 있을 것이다.금속(예: 알루미늄) 분말과 발포제(예: TiH2)를 혼합한 후, 작고 단단한 전구체로 압축되어 빌렛, 시트 또는 와이어 형태로 사용할 수 있습니다.전구체의 생산은 분말 프레스,[20] 압출(직접[21] 또는 적합[22]) 및 평탄 [23]압연과 같은 재료 형성 공정의 조합으로 이루어질 수 있습니다.

복합 금속 발포체

복합 금속 폼에 가해지는 스트레인과 부하가 증가하면 응력에 견딜 수 있는 능력이 커집니다.매우 빠르게 최대 강도에 도달하는 고체 재료와 달리, 복합 금속 폼은 최종 강도로 서서히 생성되어 공정에서 에너지를 흡수합니다.

복합금속폼은 균질한 중공금속구 및 이들구를 둘러싼 금속매트릭스의 조합으로 만들어진다.이 폐쇄 셀 금속 폼은 내부의 공기 주머니를 차단하며 거의 모든 금속, 합금 또는 조합으로 만들 수 있습니다.구 크기는 응용 프로그램별로 다양하게 조정하고 미세 조정할 수 있습니다.공기로 채워진 중공 금속 구체와 금속 매트릭스의 혼합은 경량성과 강도를 모두 제공합니다.구체는 재료 안에 무작위로 배열되어 있지만 대부분의 경우 단순한 입방체 또는 신체 중심의 입방체 구조와 유사합니다.CMF는 약 70%의 공기로 만들어지기 때문에 동일한 부피의 고체 모재보다 무게가 70% 줄어듭니다.복합 금속 폼은 기존의 금속 [24]폼보다 5~6배 높은 밀도비와 7배 이상의 에너지 흡수 능력을 갖춘 가장 강력한 금속 폼입니다.CMF는 North Carolina State University에서 발명가 Afsaneh Rabiei에 의해 개발되었으며, 모두 "복합 금속 발포체와 그 제조 방법"(US 유틸리티 특허 9208912, 8110143, 8105696, 7641984)이라는 제목의 4개의 특허를 받았으며, CMF는 현재 회사가 보유한 첨단 기술입니다.

고속 충격/블라스트/탄도 테스트

두께가 1인치 미만인 플레이트는 .30-06 스프링필드 규격 M2 장갑 관통탄을 먼지로 만들기에 충분한 저항력을 가지고 있다.테스트 플레이트는 비슷한 두께의 솔리드 금속 플레이트를 능가하는 성능을 보였지만 무게는 훨씬 낮았습니다.다른 잠재적 적용에는 일반 [24]금속의 몇 배에 달하는 화재 및 열에 대한 내성을 가진 핵 폐기물(차폐 X선, 감마선 및 중성자 방사선) 이동 및 우주 차량 대기 재진입을 위한 단열이 포함된다.50구경 탄환에 대한 CMF의 내성을 테스트한 또 다른 연구에서는 CMF가 동종 장갑을 [25]감은 무게의 절반 이하로 그러한 탄환을 막을 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

HEI/Fragment 테스트

CMF는 무게의 1/3에 해당하는 동일한 보호 장치로 압연강 장갑을 교체할 수 있습니다.그것은 외상성 뇌손상의 원인이 되는 파편과 충격파를 차단할 수 있다.CMF는 폭발과 파편에 대해 테스트되었다.패널은 최대 1524m/s의 속도로 고압 블라스트 파동과 금속 파편을 방출하는 23 × 152mm 고폭발 소이탄(대공 무기와 같은)에 대해 시험했다.CMF 패널은 구부러지거나 갈라지지 않고 폭발과 파편 충돌에 견딜 수 있었습니다.두께 16.7mm의 두꺼운 샘플은 세 번의 별도의 소이탄 테스트에서 다양한 크기의 파편을 완전히 막을 수 있었다.CMF는 에너지를 플레이트 전체에 전달하여 벌크 [26]재료를 손상시키는 완전 고체 재료와는 달리 파편을 국소적으로 포착하여 입사 블라스트파의 에너지를 소멸시키고 기능 상실의 확산을 방해할 수 있는 것으로 나타났다.이 연구에서 스테인리스강 CMF는 18인치 거리에서 폭발하는 HEI(고폭발 소성탄) 탄환으로부터 초당 5,000피트 속도로 블라스트 압력과 파편을 차단했습니다.타격판에서 18인치 떨어진 곳에 배치된 강철 CMF 플레이트(9.5mm 또는 16.75mm 두께)는 23×152mm HEI 라운드(대공무기 등)에 의해 생성된 구리 및 강철 파편과 2.3mm 알루미늄 스트라이크 [27]플레이트를 지탱한다.강철 CMF의 성능은 동일한 유형의 블라스트 및 [28]파편에 대해 동일한 무게의 알루미늄 판보다 훨씬 우수했습니다.

소형 무기 테스트

스테인리스강 매트릭스에 내장된 2mm 강철 중공 구를 사용하여 제조되고 분말 야금 기술을 사용하여 가공된 복합 금속 폼 패널은 새로운 복합 장갑 시스템을 제작하기 위해 붕소 카바이드 세라믹 및 알루미늄 7075 또는 케블라™ 백 패널과 함께 사용되었습니다.이 복합 갑옷은 NIJ 0101.06 탄도 시험 표준을 사용하여 NIJ-Type III 및 Type IV 위협에 대해 시험되었다.고기능 층 기반 설계를 통해 복합 금속 폼은 탄도 운동 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있었습니다. CMF 층은 장갑 시스템에 의해 흡수된 총 에너지의 60-70%를 차지했으며 복합 장갑 시스템은 III 및 IV 위협 모두에 대해 우수한 탄도 성능을 보일 수 있었습니다.이 테스트 프로그램의 결과는 CMF를 사용하여 III형 및 IV형 위협에 대한 장갑의 무게를 줄이고 성능을 높일 수 있음을 시사합니다.[29]

50Cal AP 라운드 충격 후 컴포지트 메탈 폼.왼쪽 [30]하단의 CMF 패널 위에 총알이 제거되어 있습니다.

.50 Cal AP 테스트

CMF는 큰 구경의 갑옷 천공 [30]탄환에 대해 테스트되었습니다.S-S CMF 패널은 세라믹 전면 플레이트 및 알루미늄 후면 플레이트와 함께 제조되고 쌍을 이룹니다.레이어드 하드 아머는 다양한 충격 속도 범위에서 12.7 × 99 mm 볼 및 AP 라운드에 대해 시험했다.볼 라운드의 연강 코어는 세 가지 샘플 중 하나를 관통했지만 손상 확산을 제한하기 위해 하나의 세라믹 전면 플레이트에 여러 개의 타일을 사용하는 장점을 드러냈습니다.AP 라운드의 경화된 강철 코어는 세라믹 전면 플레이트에 깊숙이 침투하여 발사체가 정지되어 갑옷 안에 삽입되거나 배킹 플레이트를 완전히 통과하고 빠져나올 수 있을 때까지 CMF층을 압축했습니다.실험 결과는 시판되는 갑옷 재료와 비교되었으며 경량화와 함께 향상된 성능을 제공합니다.CMF 층은 최적화되지 않은 시험 [30]조건에서 총알의 운동 에너지의 69 - 79%를 흡수하는 것으로 추정된다.800m/s 이상의 충격 속도에서 CMF 층은 충격 에너지의 최대 79%를 지속적으로 흡수했다.충격 속도가 증가함에 따라 재료의 변형률 민감도 때문에 CMF 층의 유효 강도도 증가했습니다.RHA와 비교하여 갑옷의 질량 효율비는 2.1로 계산되었습니다.CMF 하드 아머는 필요한 압연 균질 [25]장갑의 절반 미만의 무게로 들어오는 라운드를 효과적으로 막을 수 있습니다.이러한 새로운 장갑을 사용함으로써 얻을 수 있는 경량화는 군용 차량의 연비를 향상시킬 수 있으며, 안에 있는 인력과 장비의 보호를 희생하지 않는다.

펑크 테스트

복합 금속 폼은 펑크 테스트에서 테스트되었습니다.스테인리스강 전면 시트와 CMF 코어의 두께가 다른 SS-S CMF-CSP에 대해 펑크 시험을 실시했습니다.S-S CMF 코어 및 페이스 시트의 접합은 접착 접합 및 확산 접합을 통해 수행되었습니다.CMF 코어 및 페이스 시트의 다양한 두께는 30 x 30 cm의 각 타일당 약 6.7 ~ 약 11.7 kg의 다양한 목표 면적 밀도를 생성했다.표적에 초당 120~470m의 속도로 발사된 2.54cm 및 3.175cm 직경의 강철 공을 사용하여 충격을 가하여 5.06~7.91cm2 크기의 구형 공에 대한 충격 면적에서 488~14 500J의 펑크 에너지를 발생시켰다.면적 밀도가 가장 낮은 패널도 두께를 통해 완전한 용입/포착을 보이지 않았다.이는 주로 압축 시 S-S CMF 코어의 에너지 흡수 용량에 기인하는 반면, 페이스 시트는 CMF 코어를 강화하여 인장 응력을 더 잘 처리합니다.두꺼운 면 시트의 샌드위치 패널은 효과가 떨어지고 얇은 면 시트는 이러한 펑크 에너지를 흡수하기 위한 S-S CMF 코어를 지지하기에 충분해 보였다.접착 접합을 사용하여 조립된 패널은 발사체의 충격으로 인해 CMF 코어에서 페이스 시트가 벗겨지는 것을 보여주었고 확산 접합 패널은 인터페이스에서 더 유연하고 응력을 더 잘 수용했습니다.대부분의 확산 접합 패널은 S-S CMF 코어의 페이스 시트의 디버딩을 나타내지 않았습니다.이 연구는 CMF의 에너지 흡수 능력을 증명하여 CMF가 보호 기능을 높이는 동시에 무게를 [31]줄이는 데 사용될 수 있음을 보여 줍니다.

화재/극열 시험

토치파이어 테스트 [32]중 복합 금속 발포체.

무게 3.545kg의 12인치 x 12인치 x 0.6인치 두께의 강철 CMF 패널을 횃불 테스트에서 테스트했습니다.이 테스트에서 패널은 1204°C 이상의 온도에 30분간 노출되었습니다.노출 시간 30분에 도달했을 때 강철의 노출되지 않은 표면의 최대 온도는 제트 버너 바로 위의 플레이트 중심에서 400°C(752°F)였습니다.이 온도는 필요한 온도 상승 한계인 427°C보다 훨씬 낮았습니다. 따라서 이 샘플은 토치 화재 테스트 요건을 충족했습니다.참고로, 보정에 사용된 동일한 부피 강철의 고체 조각이 약 4분 [32]만에 이 테스트에 실패했습니다.

상기 제트 화재 시험 전에 동일한 CMF 패널이 풀 화재 시험을 거쳤음을 언급할 필요가 있다.이 테스트에서 패널은 827°C 온도에 100분간 노출되었습니다.패널은 극한 온도를 100분 동안 쉽게 견뎌냈고, 최대 후면 온도는 379°C로 고장 온도 427°C보다 훨씬 낮았습니다.참고로, 테스트는 약 [33]13분 만에 실패한 동일한 크기의 고체 강철 조각을 사용하여 보정되었습니다.이러한 연구는 화재와 극도의 열에 대한 CMF의 탁월한 성능을 보여줍니다.

CMF는 1,100°C(2,000°F)의 온도를 매우 잘 차단하여 소재의 백열 영역으로부터 불과 2인치 떨어진 곳에서 만질 수 있습니다.

컴포지트 메탈 폼은 열 전달 속도가 매우 낮으며 불과 몇 인치 이내에서 1,100°C(2,000°F)의 극단적인 온도를 차단할 수 있다는 것이 입증되었으며, 이 재료는 백열 재료 영역으로부터 불과 2인치 정도 떨어진 상온에서 유지됩니다.또한 강철 CMF는 이 온도에서 강철과 같은 강도의 대부분을 유지하면서도 이 극한 온도에서 즉시 녹을 수 있는 재료인 알루미늄만큼 가벼운 무게를 유지했습니다.

기타 능력

복합 금속 발포체는 X선과 중성자 방사선에 대해 차폐할 수 있는 능력을 보여주며 충격, 소리 및 진동을 흡수/완화하며, 1,000,000회 이상의 고부하 사이클을 견딜 수 있으며, 각각의 경우에서 기존의 고체 금속을 능가합니다.

일반 거품 갤러리

  • Heat sink with copper foam

    구리 폼이 있는 히트 싱크

  • Crash box including Aluminium foam

    알루미늄 폼을 포함한 크래시 박스

  • Aluminium foam with big porosity

    다공성이 큰 알루미늄 폼

  • Aluminium foam with aluminium sheet

    알루미늄 시트 포함 알루미늄 폼

  • Header - steel metal foam

    헤더 - 강철 금속 발포체

적용들

설계.

금속 폼은 제품 또는 아키텍처 구성에 사용할 수 있습니다.

디자인 갤러리

  • machined metal foam

    가공된 금속 발포체

  • Design heatsink with regular foam[34]

    일반[34] 폼으로 히트 싱크 설계

  • coffee table with large pored aluminium

    큰 심알루미늄 커피 테이블

기계

정형외과

주요 기사:Osseo 인테그레이션 advances 재료공학 발전 : 금속 발포

폼메탈은 실험적인 동물 보철에 사용되어 왔다.본 어플리케이션에서는 뼈에 구멍을 뚫어 금속 폼을 삽입함으로써 뼈가 영구 접합을 위해 금속으로 성장합니다.정형외과 애플리케이션의 경우 탄탈 또는 티타늄 폼은 인장 강도, 내식성 및 생체 적합성 측면에서 일반적입니다.

트라이엄프라는 이름의 시베리안 허스키의 뒷다리는 발포 금속 보형물을 받았다.포유류의 연구에 따르면 티타늄 폼과 같은 다공질 금속은 다공질 [35]영역 내의 혈관화를 가능하게 할 수 있다.

정형외과 기기 제조업체는 폼 구조 또는 금속 폼 코팅을[36] 사용하여 원하는 수준의 오서 [37][38][39]통합을 달성합니다.

자동차

차량에서 금속 발포제의 주요 기능은 소음 감쇠, 중량 감소, 충돌 시 에너지 흡수 증가 및 (군사 적용에서) IED의 뇌진탕 힘에 대항하는 것이다.예를 들어 폼 충전 튜브를 침입 방지 [40]막대로 사용할 수 있습니다.낮은 밀도(0.4~0.9g/cm3) 때문에 알루미늄 및 알루미늄 합금 발포체가 특히 고려 대상입니다.이러한 발포재는 강성, 내화성, 무독성, 재활용 가능, 에너지 흡수성, 열 전도성, 투과성이 떨어지며 특히 중공 부품에 비해 더욱 효율적으로 흡습음이 발생합니다.중공 자동차 부품에 있는 금속성 발포는 일반적으로 자동차 충돌 및 진동과 관련된 취약점을 줄여줍니다.이러한 발포재는 다른 중공 부품을 주조하는 것에 비해 분말 야금 주조하는 것이 저렴합니다.

차량의 폴리머 폼에 비해 금속 폼은 견고하고 강력하며 에너지 흡수가 용이하며 화재 및 자외선, 습도 및 온도 변화에 대한 내후성입니다.하지만 그것들은 더 무겁고, 더 비싸고,[41] 단열성이 없습니다.

자동차 [42]배기가스에는 메탈 폼 기술이 적용됐다.코디에라이트 세라믹을 기판으로 사용하는 기존 촉매변환기에 비해 금속 폼 기판은 열전달이 우수하고 질량수송 특성(고난류)이 뛰어나며 필요한 [43]백금 촉매의 양을 줄일 수 있습니다.

전기 촉매

금속 폼은 표면적이 높고 구조가 안정적이기 때문에 전자 촉매에 대한 일반적인 지지대입니다.서로 연결된 모공은 또한 반응물과 생성물의 대량 수송에 도움이 된다.그러나 결정되지 않은 표면적, 다른 발포 특성 및 모세관 [44]효과로 인해 전자 촉매의 벤치마크는 어려울 수 있습니다.

에너지 흡수

알루미늄 충돌 그래프

금속 발포제는 구조물의 [45]질량을 늘리지 않고 보강하는 데 사용됩니다.이 용도의 경우, 금속 발포체는 일반적으로 밀폐된 모공이며 알루미늄으로 제작됩니다.폼 패널은 알루미늄 플레이트에 접착되어 내성이 있는 복합 샌드위치를 국소(시트 두께)에서 얻을 수 있으며 폼의 두께에 따라 길이를 따라 강성이 있습니다.

금속 발포제의 장점은 힘의 방향에 관계없이 반응이 일정하다는 것입니다.거품은 변형 후 응력 고원을 가지며,[46] 파쇄의 80%까지 일정합니다.

온도

일반 금속 폼 구조의 열전도
일반 금속 폼 구조에서의 열전달

톈 [47]외에는 열교환기의 거품을 평가하기 위한 몇 가지 기준이 나열되어 있습니다.열성능 금속 발포체와 교환 강화에 일반적으로 사용되는 재료(핀, 결합 표면, 비드 침대)를 비교한 결과, 발포에 의한 압력 손실이 기존 핀보다 훨씬 중요하면서도 비즈에 비해 현저히 낮음을 알 수 있습니다.교환 계수는 침대와 공에 가깝고 블레이드 [48][49]위쪽에 있습니다.

폼은 다른 열물리학적 및 기계적 특징을 제공합니다.

  • 초저질량(제조방법에 따라 벌크 고체의 5~25%)
  • 대형 교환면(250~10000m2/m3)
  • 비교적 높은 투과성
  • 비교적 높은 유효 열전도율(5~30 W/(mK))
  • 열충격, 고압, 고온, 습기, 마모 및 열사이클에 대한 뛰어난 내구성
  • 기계적 충격 및 소음 흡수가 양호함
  • 모공 크기 및 다공성은 제조업체에서 제어할 수 있습니다.

폼 기반 소형 열 교환기, 히트 싱크 및 충격 흡수기의 상용화는 폼 복제 비용이 높기 때문에 제한됩니다.오염, 부식 및 침식에 대한 장기적인 저항성은 불충분합니다.제조의 관점에서 폼 기술로 전환하려면 새로운 생산 및 조립 기술과 열 교환기 설계가 필요합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 재료 비교: 2010-04-30 웨이백 기계에서 알루미늄 및 알루미늄 폼을 주조합니다.Makeitfrom.com 를 참조해 주세요.2011년 11월 19일에 취득.
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