Το Metal Foam αναφέρεται σε ειδικά μεταλλικά υλικά με πόρους αφρού. Μέσω των μοναδικών δομικών του χαρακτηριστικών, ο μεταλλικός αφρός έχει μια σειρά από καλά πλεονεκτήματα, όπως χαμηλή πυκνότητα, καλή απόδοση θερμομόνωσης, καλή ηχομόνωση και ικανότητα απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Έχει υψηλή διαπερατότητα αέρα, σχεδόν όλοι οι πόροι είναι συνδεδεμένοι, το BET των πόρων είναι μεγάλο και μικρής πυκνότητας όγκου.

Ταξινομήσεις αφρού μετάλλων

Ο αφρός μετάλλων είναι κυρίως ως αφρός αλουμινίου, αφρός χαλκού, αφρός νικελίου και αφρός άλλων κραμάτων.

Ο αφρός αλουμινίου με κράματα είναι ελαφρύς σε βάρος και έχει τα χαρακτηριστικά ηχοαπορρόφησης, θερμομόνωσης, μείωσης κραδασμών, απορρόφησης ενέργειας κραδασμών και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων κ.λπ. ηλεκτρομηχανική συσκευή μείωσης κραδασμών, κάλυμμα θωράκισης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων παλμικής τροφοδοσίας κ.λπ.

Λόγω της δομής των συνδεδεμένων πόρων και του υψηλού πορώδους, ο αφρός νικελίου έχει υψηλή απόδοση αερίου, υψηλή ειδική επιφάνεια και τριχοειδή δύναμη. Χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον ως λειτουργικό υλικό για την κατασκευή φίλτρων υγρών, ατμοποιητών, καταλυτικών μετατροπέων, πλακών μπαταριών και εναλλάκτη θερμότητας.

Ο αφρός χαλκού έχει καλή αγωγιμότητα και ολκιμότητα, χαμηλότερο κόστος προετοιμασίας από τον αφρό νικελίου και καλύτερη αγωγιμότητα, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παρασκευή υλικών ανόδου (φορέας) μπαταριών, φορέων καταλύτη και ηλεκτρομαγνητικών υλικών θωράκισης.

Συγκεκριμένα, ως υλικό βάσης του ηλεκτροδίου μπαταρίας χρησιμοποιείται αφρός χαλκού, το οποίο έχει προφανή πλεονεκτήματα. Ωστόσο, η αντοχή στη διάβρωση του χαλκού δεν είναι τόσο καλή όσο το νικέλιο, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή του.

Εφαρμογές αφρού μετάλλου

Οι μεταλλικοί αφροί έχουν κάποια αντοχή, ολκιμότητα και προσθετικότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ελαφριά δομικά υλικά. Αυτό το υλικό έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό ως υλικό πυρήνα για κλιπ αεροσκαφών. Στην αεροδιαστημική και τη βιομηχανία πυραύλων, οι μεταλλικοί αφροί χρησιμοποιούνται ως ελαφροί, μεταφοράς θερμότητας δομές στήριξης.Επειδή μπορεί να συγκολληθεί, να κολληθεί ή να επιμεταλλωθεί με ηλεκτροσυγκόλληση πάνω στην κατασκευή, μπορεί να γίνει μέλος που φέρει σάντουιτς. το στήριγμα για το μεταλλικό κέλυφος της πτέρυγας, το αντισυμπτυγμένο στήριγμα για τον κώνο μύτης του βλήματος (λόγω της καλής θερμικής αγωγιμότητάς του) και το σύστημα προσγείωσης του διαστημικού σκάφους κ.λπ.

Στην κατασκευή, απαιτείται μεταλλικός αφρός για την κατασκευή ελαφρών, σκληρών και πυρίμαχων στοιχείων, κιγκλιδωμάτων ή στηρίξεων για αυτά τα πράγματα. Η επιτάχυνση και η επιβράδυνση των σύγχρονων ανελκυστήρων σε υψηλή συχνότητα και υψηλή ταχύτητα απαιτούν επίσης την ελαφριά δομή του αφρώδους μετάλλου που έχει τόσο απορρόφηση ενέργειας όσο και χαρακτηριστικά ρουλεμάν για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Τα κυλινδρικά κελύφη χρησιμοποιούνται ευρέως σε κατασκευές μηχανικής, όπως ατράκτους αεροσκαφών και πετρέλαιο ανοιχτής θάλασσας RIGS.Τα κυλινδρικά κελύφη με λεπτά τοιχώματα είναι επιρρεπή σε ζημιές όταν υποβάλλονται σε φορτία, αλλά εάν το κέλυφος υποστηρίζεται από συνεχή αφρό: πηνία, η δομή έχει μεγαλύτερη αντοχή από ένα μη ενισχυμένο κεντρικό κέλυφος ίδιας διαμέτρου και μεγέθους.

Ο αφρός χαλκού παράγεται εύκολα και παραμορφώνεται εύκολα, επομένως είναι κατάλληλος για συνδετήρες.

Οι αφροί μετάλλων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως ενισχύσεις για πολλά οργανικά, ανόργανα και μεταλλικά υλικά. Για παράδειγμα, το υλικό από κράμα αλουμινίου ενισχυμένο με αφρό νικελίου (NFRA) κατασκευάζεται μετά τη στερεοποίηση με πλήρωση λιωμένου αλουμινίου σε αφρό νικελίου.

Το αφρώδες μέταλλο είναι πολύ κατάλληλο για χρήση ως ελαφρύ υλικό ρολού για τη μεταφορά μιας ποικιλίας πάνελ, κελυφών και σωλήνων για την κατασκευή μιας ποικιλίας πολυστρωματικών σύνθετων υλικών. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα χρήσης πορωδών υλικών σε δομικά μέρη είναι τα πάνελ σάντουιτς. Χρησιμοποιούνται πάνελ σάντουιτς στα σύγχρονα αεροσκάφη χρησιμοποιούν σύνθετο δέρμα από γυαλί ή ανθρακονήματα. Αυτό το στρώμα δέρματος διαχωρίζεται από το υλικό της κηρήθρας ρητίνης με μεταλλικό αλουμίνιο ή χαρτί ή με άκαμπτος αφρός πολυμερούς για να δώσει στο πάνελ σάντουιτς μεγάλη ειδική ακαμψία κάμψης και ειδική αντοχή στην κάμψη. Η ίδια τεχνολογία έχει επεκταθεί και σε άλλες εφαρμογές όπου το βάρος είναι βασικός δείκτης: διαστημόπλοια, έλκηθρα, αγωνιστικά σκάφη και κινούμενα κτίρια.

Η προστασία από το buffer είναι επίσης μία από τις κύριες χρήσεις των μεταλλικών αφρού, οι οποίοι πρέπει να έχουν την ικανότητα να απορροφούν ενέργεια ενώ ελέγχουν τη μέγιστη δύναμη που ασκεί το αντικείμενο που πρόκειται να προστατευτεί κάτω από το όριο πρόκλησης ζημιάς.

Οι πορώδεις αφροί είναι κατάλληλοι για τέτοιες εφαρμογές. Με τον έλεγχο της σχετικής πυκνότητάς τους, η αντοχή των μεταλλικών αφρού μπορεί να ρυθμιστεί σε ένα ευρύ φάσμα.