Кастинг протоколы по производству открытого Сотовые алюминиевые Пены по репликации Техника и влияние на пористость

Металлические пены привлекли большое количество интересных и научно-исследовательской работы в последние годы, как показано на большом теле цитируемой работе в широком диапазоне обзорные статьи, такие как Banhart ^1, Конде и др. ² или более недавно Гудолл и Мортенсен ^3. Среди методов, используемых для производства материала, процесс репликации отличается экспериментальной простотой и степени контроля над окончательной структуры пены, которые могут быть предложены. Следует отметить, что, хотя в литературе такие материалы часто называют пены (и здесь), поскольку они не получают пузырьками газа внутри жидкости они более уместно назвать пористые металлы или металлы микропористых.

Первый доклад процессе репликации было в начале 1960-х годов ^4, и это было дальнейшее развитие на разных этапах с тех пор, с заметными достижениями по исследовательской группы Мортенсен в Школе Polytechnique Federale Лозанны в Швейцарии.

Способ основан на литье металла вокруг заготовки частиц, который определяет форму пористости в конечном материале ^{2, 5.} После охлаждения заготовки могут быть удалены путем промывки растворителем или пиролиза, что приводит к окислению. Популярное использование этой техники использует NaCl в качестве владельца пространство к выпуску алюминиевых ^5-10 или алюминиевого сплава пены ^11-14. NaCl имеет несколько преимуществ, таких как легко доступен, нетоксичным и может быть удален из пены путем растворения в воде. По имеющий температуру плавления 801 ° С, его можно использовать с металлами, которые имеют температуру плавления более низкую, чем эта величина, наиболее часто алюминия, но также существуют примеры использования с материалами, такими как масса металлических стекол, увлажнением смесь жидкость на основе палладия основная металлическое стекло сплав и NaCl гранулы ^15. Замещение NaCl с точечными материалов выше плавления позволяет также рroduction пен из точечных металлов выше плавления ^16. Это может включать в себя другие растворимые в воде материалы, нерастворимые или те, в том числе различных видов песка. В этой форме процесс становится более как обычных литье в песчаные формы, чтобы удалить песок, струи воды высокого давления ^{17, 18} или различных форм мытья ¹⁹ или агитацию ²⁰ не требуется.

Основной процесс ²¹ продолжается, принимая зерна NaCl и размещение их в форме ^{4, 22, 23.} Основной метод был использован, чтобы сделать из алюминия и алюминиевых сплавов пены ^24-26 для широкого круга поведения пена исследований. Дополнительные меры были введены для дополнительного контроля плотности и увеличение взаимной связи между порами; они включают уплотнение заготовки. Для уплотнения заготовки, спекание был использован ^{27, 28} и была использована в различных экспериментах, так как ^13, с поведением спеканияNaCl в зависимости от температуры, размера гранул и плотности, описываемой Goodall с соавт. ^29. Другой способ, используемый для этой цели является холодное изостатическое прессование (CIP) ^{5, 30;} это быстрее, метод, который может достичь большего спектр сопоставимых плотностей. Эта процедура также может быть выполнена в твердом состоянии с металлического порошка и зерна NaCl, а затем иногда называют спекание и растворение процесса ^31.

Полный обзор использования техники репликации на сегодняшний день и по сравнению с другими методами приводится в Гудолл и Мортенсен ^3.

В этой работе мы сообщаем в деталях оборудования и экспериментальных протоколов, которые были использованы для обработки металлических пен методом репликации, и которые относительно легко реализовать в условиях научно-исследовательской лаборатории. Важно признать, что другие версии оборудования, с существуют различные возможности в других исследовательских гroups, и что в то время как оборудование, представленные здесь, пригодны для обработки материала, это не единственный вариант или протокол, который может быть сделано, чтобы работать. В любом случае, глубокое понимание какого-либо конкретного метода является необходимым для экспериментального успеха.

Точные протоколы, используемые подробно описаны ниже. Вариации протокола (A, B, C и D) имеют небольшие изменения между ними, в основном предназначены для изменения плотности пен, полученных. Пористость была рассчитана из измерений объемной массы образцов их объем и плотность алюминия (2,7 г / см ^3). При разработке методов, описанных для производства алюминия пены по репликации, были предприняты попытки уменьшить количество современного оборудования с наименьшей возможной степени, таким образом, что метод, как легко осуществить, насколько это возможно. Другие варианты, которые могут быть использованы на различных этапах будут рассмотрены далее.