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La porosidad total de las espumas de aluminio procesadas térmicamente estaba entre el 90% y el 91% y su microestructura mostraba puntales huecos típicos resultantes del procesamiento de Schwartzwalder y puntales porosos resultantes de un procesamiento térmico incompleto. Las espumas de aluminio se prepararon con una visión específica de aproximadamente la misma porosidad total con el fin de comparar la resistencia a la compresión y las propiedades térmicas de las espumas con una porosidad del 90-91%. La porosidad total de los puntales consistió en la porosidad de los puntales huecos y los poros del material. La porosidad del puntal hueco se relaciona con el volumen de las cavidades después del quemado de la plantilla de PU, que se calculó a partir de la contracción volumétrica de las espumas. Las propiedades mecánicas de las espumas de aluminio de alta pureza producidas por replicación a partir de precursores de sal se miden en compresión. Estas espumas tienen porosidad abierta homogénea, tamaños de celda equivalentes al tamaño de partícula de la sal precursora (∼500 μm en este caso) y densidades relativas cercanas al 25%.
- , fabricación relativamente fácil de las geometrías funcionales requeridas y mejores propiedades mecánicas en comparación con otros metales de bajo punto de fusión.
- Se caracterizan por una estructura celular representada por un metal y huecos de gas en su interior.
- Sin embargo, existen algunas debilidades como estructura celular no uniforme que depende de la forma de los soportes espaciales, área superficial específica relativamente baja de espumas y alto costo de producción y alta complejidad de los procesos de fabricación.
- Los metales puros y las variedades de sus aleaciones se utilizan para la fabricación de espumas metálicas.
- Los métodos más extendidos para producir espumas metálicas de celda abierta son la fundición a la cera perdida, la fundición alrededor de esferas huecas, el moldeo por inyección de metal y la fundición con soporte de espacio.
- Un material celular metálico común es una esponja sólida, también conocida como espuma metálica de celda abierta.
La deformación es uniforme y se observa un endurecimiento por deformación similar al del material a granel sin una tensión de meseta. Se emplea un modelo analítico simple basado en la teoría de la viga para describir la tensión de flujo y el cambio en la rigidez de las espumas como consecuencia de la compresión. Este modelo conduce a una ley de escala modificada para la tensión de flujo de espumas metálicas. Fabricante de espuma de aluminio oracionesasanantonio.com de celda abierta para control de flujo de fluidos, intercambiador de calor, panel compuesto, El método básico se ha utilizado para fabricar espumas de aluminio y aleaciones de aluminio24-26 para una amplia gama de investigaciones sobre el comportamiento de las espumas. Se han introducido pasos adicionales para controlar aún más la densidad y aumentar la interconectividad de los poros; estos incluyen la densificación de la preforma.
Espuma de metal de celda abierta
El ADP disperso en precursores de la matriz de Al con la cantidad adecuada puede fortalecer la unión entre el polvo de Al, sin embargo, un exceso de ADP (más del 7,5% en masa) también conduciría a que el contenido de porosidad de la espuma de Al se redujera algo. El comportamiento de la resistencia a la compresión y los resultados se muestran en la Figura 6 y la Tabla 5. Las curvas de tensión-deformación de las espumas de aluminio procesadas térmicamente durante 3 ha 750 ° C en aire y Ar muestran un comportamiento completamente diferente. Para las espumas procesadas térmicamente en aire, señalan un comportamiento frágil con rotura por cizallamiento típico de las espumas cerámicas. Las espumas procesadas en Ar poseían un comportamiento más dúctil, típico del aluminio o de los metales en general. Las espumas se caracterizaron por contracción después del procesamiento térmico en la atmósfera de Ar, como también es evidente en la Figura 3.
Sin embargo, a pesar de la contracción lineal, la porosidad celular de las espumas procesadas térmicamente en Ar aumentó debido a la disminución de la porosidad del material. Las partículas de polvo se densificaron mejor y se fusionaron particularmente en comparación con las espumas procesadas térmicamente en aire. Porosidad total, porosidad de puntal abierto y resistencia a la compresión de espumas de aluminio procesadas térmicamente durante 3 horas a 750 ° C en aire y a 750–850 ° C en Ar. Patrones de difracción de rayos X del polvo tal como se recibieron y las espumas de aluminio después del procesamiento térmico en aire y Ar a 750 ° C y en Ar a 750–900 ° C. Los resultados de los análisis de fase XRD indican la formación de óxidos de aluminio (α-, γ-Al2O3) después del procesamiento térmico de las espumas de Al.
Aplicaciones Típicas
Además, los experimentos muestran un aumento en la deformación por densificación, la tensión promedio en la región aplastada y la velocidad de choque con el aumento de la velocidad del impacto, mientras que la tensión en la región no aplastada parece ser insensible a la velocidad. Un método para determinar los estados a través de un frente de choque se derivó de las ecuaciones de choque al hacer cumplir la conservación de la masa y el momento. El uso de imágenes de alta velocidad y mediciones de barras de presión permitió que esta derivación fuera independiente de cualquier modelo constitutivo y mostró que las suposiciones en el modelo de bloqueo rígido perfectamente plástico comúnmente utilizado no son aplicables para impactos dinámicos. Se generó un choque Hugoniot a partir de los datos de la prueba para caracterizar la respuesta al impacto de la espuma. Se presentan en detalle equipos y varios protocolos exitosos para la producción de espumas de aluminio.
Se impactaron muestras cilíndricas de espuma de Al-6101-T6 Doucel de celda abierta de diez poros por pulgada con una densidad relativa de aproximadamente 0,085 en la dirección de subida a velocidades que varían horoscoposdiarios.club de 21,6 a 127 m / s. Los resultados experimentales muestran que para velocidades de impacto superiores a aproximadamente 40 m / s, el aplastamiento de la espuma se produjo a través de un frente de choque.
Para densificar la preforma se ha empleado la sinterización27, 28 y se ha utilizado en diferentes experimentos desde 13, con el comportamiento de sinterización del NaCl en función de la temperatura, tamaño de gránulo y densidad descrito por Goodall et al.29. Otro método utilizado para este propósito es el prensado isostático en frío 5, 30; esta es una técnica más rápida que puede lograr un mayor espectro de densidades comparables. El procedimiento también se puede realizar en estado sólido con polvo metálico y granos de NaCl, y en ocasiones se denomina Proceso de Sinterización y Disolución31. La descomposición del acetato de almidón durante el proceso de sinterización se adoptó para fabricar espuma de Al con una pequeña celda abierta para mejorar las funciones como la filtración y la absorción de energía o sonido. La prueba de compresión de la espuma de Al fabricada indica que las características mecánicas se ven afectadas en gran medida por el contenido de ADP.
Con este método es posible crear espumas de celdas abiertas de aluminio con porosidades de 61 a 77% (correspondiente a una densidad en el rango de 1053 a 621 kg / m3) y con tamaños de poro en el rango de 1 a 2,36 mm de diámetro. Además, se sabe que con variaciones en las condiciones utilizadas, algunas de ellas relativamente menores, estos rangos pueden extenderse significativamente, y otras variables, como la forma de los poros, pueden cambiarse. La técnica de replicación es muy adecuada para uso en laboratorios de investigación para la producción de espuma metálica. Las espumas de aluminio de celda abierta se fabricaron con una plantilla de poliuretano de 20 ppi mediante la técnica de replicación de esponja. Las espumas verdes de celda abierta se procesaron térmicamente a 750 ° C en aire y en Ar a 750–900 ° C.