الصب بروتوكولات لإنتاج المفتوحة خلية كسوات الألومنيوم من قبل تقنية النسخ المتماثل والتأثير على المسامية

وقد اجتذبت الرغاوي المعدنية على كمية كبيرة من الاهتمام والجهود البحثية في السنوات الأخيرة كما هو مبين من قبل مجموعة كبيرة من الأعمال التي ورد ذكرها في مراجعة المواد واسعة النطاق مثل Banhart ^1، كوندي وآخرون. ² أو أكثر في الآونة الأخيرة غودال ومورتنسن ^3. ومن بين الأساليب المستخدمة لإنتاج المواد، وتتميز عملية النسخ المتماثل بساطته التجريبية ودرجة من السيطرة على الهيكل النهائي رغوة التي يمكن تقديمها. وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من في الأدب وغالبا ما توصف مواد مثل المواد الرغوية (وهنا) لا يتم إنتاجها من قبل فقاعات من الغاز السائل داخل ما يطلق عليه من الأنسب المعادن مسامية أو المعادن المصغرة.

وكان التقرير الأول من عملية النسخ المتماثل في أوائل 1960s ^4، ولقد تم تطوير أكثر من ذلك في مراحل مختلفة منذ ذلك الحين، مع التقدم الملحوظ من قبل فريق البحث من مورتنسن في مدرسة بوليتيكhnique الاتحادية لدي لوزان في سويسرا.

وتعتمد هذه العملية على صب المعدن حول التشكيل من الجسيمات هي التي تحدد شكل المسامية في المواد النهائية ^{2 و 5.} بعد تبريد التشكيل يمكن إزالتها عن طريق الترشيح المذيبات أو الانحلال الحراري التي تسبب الأكسدة. واستخدام شعبية هذه التقنية يستخدم كلوريد الصوديوم بأنها حامل الفضاء لإنتاج الألمنيوم ^5-10 أو سبائك الألومنيوم الرغاوي ^11-14. كلوريد الصوديوم ديها العديد من المزايا مثل أن تكون في متناول الجميع، وغير سامة، ويمكن إزالتها من رغوة من قبل انحلال في الماء. من خلال وجود درجة انصهار 801 ° C، ويمكن استخدامها مع المعادن التي لها درجة انصهار أقل من هذه القيمة، والأكثر شيوعا الألومنيوم، ولكن توجد أمثلة أيضا من استخدام مع مواد مثل النظارات المعدنية الجزء الأكبر، من خلال مزيج من الرطوبة القائم على البلاديوم السائل سبيكة الزجاج المعدني السائبة وكلوريد الصوديوم حبيبات ^15. تبديل من كلوريد الصوديوم مع المواد نقطة أعلى ذوبان أيضا يسمح صرودوكشن الرغاوي من أعلى نقطة انصهار المعادن ^16. ويمكن أن تشمل هذه غيرها من المواد القابلة للذوبان في الماء، أو تلك غير القابلة للذوبان بما في ذلك أنواع مختلفة من الرمال. في هذا النموذج تصبح العملية أكثر مثل صب الرمل التقليدية لإزالة الرمال، وارتفاع ضغط نفثات الماء ^{17، 18} أو مختلفة أشكال غسل ¹⁹ أو تهييج مطلوبة ^(20).

عملية أساسية ²¹ العائدات من خلال اتخاذ الحبوب من كلوريد الصوديوم ووضعها في قالب ^{4 و 22 و 23.} وقد استخدم الطريقة الأساسية لجعل الألومنيوم وسبائك الألومنيوم الرغاوي ^24-26 لمجموعة واسعة من التحقيقات السلوك الرغوة. أدخلت خطوات إضافية لزيادة السيطرة على كثافة وزيادة الترابط بين المسام. وتشمل هذه التكثيف من التشكيل. لتكثيف التشكيل، واستخدمت تلبد ^{27، 28،} واستخدمت في التجارب المختلفة منذ ¹³ عاما، مع سلوك تلبدكلوريد الصوديوم على أساس درجة الحرارة، وحجم الحبيبات والكثافة التي وصفها غودال وآخرون. ^29. طريقة أخرى تستخدم لهذا الغرض من ذلك هو المتوازنة التضاغط الباردة الضغط على (CIP) ^{5، 30؛} هذا هو أسلوب أسرع التي يمكن أن تحقق مجموعة أكبر من كثافة قابلة للمقارنة. ويمكن أيضا أن يتم تنفيذ الإجراء في الحالة الصلبة مع مسحوق المعادن والحبوب كلوريد الصوديوم، ومن ثم يتم تسمى أحيانا التكلس وحل عملية ^31.

ويرد المسح الكامل لاستخدام تقنية النسخ المتماثل إلى تاريخ والمقارنة مع غيرها من التقنيات في غودال ومورتنسن ^3.

في هذا العمل ونحن في الإبلاغ عن المعدات التفصيل والبروتوكولات التجريبية التي استخدمت لتجهيز رغاوي المعدنية بنسبة أسلوب النسخ المتماثل، والتي هي سهلة نسبيا لتنفيذ في إعداد مختبر الأبحاث. من المهم أن نعترف بأن إصدارات أخرى من المعدات، مع وجود قدرات مختلفة في أبحاث أخرى زroups، وأنه في حين أن المعدات المقدمة هنا هي مناسبة لمعالجة المواد، فإنه ليس النسخة الوحيدة أو بروتوكول التي يمكن تقديمها للعمل. في أي حال، فهم شامل للأي طريقة معينة أمر ضروري لنجاح التجربة.

وفيما يلي تفاصيل البروتوكولات المستخدمة دقيقة أدناه. الاختلافات بروتوكول (A، B، C و D) لديها تغييرات صغيرة بينهما، وتهدف أساسا لتغيير كثافة الرغاوي المنتجة. وقد تم حساب المسامية من قياسات للوزن الجزء الأكبر من العينات، حجم وكثافة الألومنيوم (2.7 جم / سم ^3). في تطوير الأساليب المذكورة لإنتاج رغوة الألمنيوم بواسطة النسخ المتماثل، بذلت محاولات لتقليل كمية من المعدات المتطورة إلى أصغر حد ممكن، على ان يكون طريقة سهلة لتنفيذ ممكن. وتناقش الاختلافات الأخرى التي يمكن أن تستخدم في مراحل مختلفة في وقت لاحق.