การสำรวจคุณค่าของวัสดุโฟมโลหะ

โลหะโฟมเป็นวัสดุโลหะที่มีรูพรุนชนิดหนึ่งที่ก่อตัวเป็นตาข่ายสามมิติจำนวนมากในเมทริกซ์โลหะ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าโฟมโลหะที่มีรูพรุน ซึ่งได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางทั้งในและต่างประเทศเนื่องจากคุณสมบัติทางโลหะและคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษบางประการของอโลหะรวมกัน ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา มีความก้าวหน้าอย่างมากในการพัฒนาโฟมโลหะ การพัฒนาการใช้งาน และการศึกษาทางทฤษฎีเกี่ยวกับคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของโฟมโลหะ
การผสมผสานระหว่างแนวคิดสองอย่างคือ “โฟม” และ “โลหะ” ทำให้เราอดคิดไม่ได้ว่าโฟมโลหะวัสดุผสมผสานข้อดีของสารทั้งสองชนิดนี้เข้าด้วยกัน:ในความเหนียวที่ยอดเยี่ยมของโลหะ ความสามารถในการเชื่อมและการนำไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน รวมถึงการดูดซับพลังงานและแรงกระแทก ลดเสียงรบกวน ระบายอากาศได้และน้ำผ่านได้ และข้อดีพิเศษอื่นๆ
วัสดุโฟมโลหะประกอบด้วยรูพรุนของโครงกระดูกโลหะ การจัดระเบียบนั้นไม่สม่ำเสมออย่างมาก เมื่ออยู่ภายใต้แรงกดดันภายนอก จะมีขั้นตอนการเสียรูปสามขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนการเสียรูปยืดหยุ่น ขั้นตอนการบดแบบเปราะ และขั้นตอนการอัดแน่น ดังนั้น เมื่อวัสดุโฟมโลหะได้รับแรงกระแทก ความเครียดจะล้าหลังความเครียดอย่างเห็นได้ชัด ในเส้นโค้งความเครียด-ความเครียดจะมีช่วงเวลาที่ยาวนานของพื้นที่ราบสูง ไม่เพียงแต่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถต้านทานความเครียดที่ทำลายล้างได้สูงขึ้นอีกด้วย เป็นวัสดุที่มีความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม มีรายงานว่าอัตราส่วนความหนาแน่น 0.05 ~ 0.15 ของโฟมอลูมิเนียมสามารถดูดซับพลังงานได้ 20 ~ 180 MJ / m2 การใช้ความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม ทำให้โฟมอลูมิเนียมอาจใช้เป็นกันชนรถยนต์ โครงลงจอดของยานอวกาศ เบาะกันกระแทกสายพานลำเลียงลิฟต์ กล่องบรรจุภัณฑ์ต่างๆ รวมถึงจรวดและเครื่องยนต์เจ็ท วัสดุป้องกัน โดยทั่วไปโฟมโลหะจะอยู่ตรงกลางของแซนวิชสองแผ่นเพื่อดูดซับแรงกระแทกและเพื่อความสวยงาม
เมื่อเทียบกับวัสดุพรุนประเภทอื่น ๆ โฟมโลหะมีการนำไฟฟ้าที่ดี มีความสามารถในการรองรับตัวเองในระดับหนึ่ง และมีข้อดีคือมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่เพื่อให้มีพื้นที่ถ่ายโอนประจุเคมีที่อินเทอร์เฟซกว้าง โครงสร้างอิเล็กโทรดโฟมพรุนสามารถปรับปรุงความพรุนของอิเล็กโทรดได้อย่างมาก ซึ่งสามารถเติมสารออกฤทธิ์ได้มากขึ้น เพิ่มความจุของแบตเตอรี่เพื่อให้ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าจริงของอิเล็กโทรดลดลงอย่างมากสำหรับการศึกษาพลังงานจำเพาะสูง อายุการใช้งานยาวนาน วัสดุอิเล็กโทรดแบตเตอรี่น้ำหนักเบาให้ความเป็นไปได้ ดังนั้น โฟมโลหะจึงกลายเป็นวัสดุอิเล็กโทรดที่ยอดเยี่ยม ซึ่งเหมาะสำหรับแบตเตอรี่สำรอง เซลล์เชื้อเพลิง แบตเตอรี่อากาศ และเซลล์แสงอาทิตย์ประเภทต่างๆ
ฟองน้ำโฟมโลหะวัสดุโดยทั่วไปมีคุณสมบัติสามประการต่อไปนี้ในเวลาเดียวกัน: ทนความร้อนสูง แม้ว่าอุณหภูมิจะถึงจุดหลอมเหลวของโลหะผสมฐานจะไม่ละลาย ในเวลาเดียวกันก็มีพื้นผิวโครงกระดูกเรียบและวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน และโลหะที่ไม่มีรูพรุนที่มีคุณสมบัติทนความร้อนและป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่ใกล้เคียงกัน โครงสร้างรูพรุนเปิดมีการซึมผ่าน วัสดุโฟมไททาเนียมชนิดนี้ซึ่งรวมเอาความต้านทานความร้อนที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน และการซึมผ่านเข้าด้วยกัน สามารถใช้ในการกรองฝุ่นภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง โครงสร้างมีความสม่ำเสมอ การกระจายขนาดรูพรุนแคบ และประสิทธิภาพการแยกสูง