วิธีการเตรียมโฟมอลูมิเนียม

เนื่องจากมีกระบวนการเตรียมการที่แตกต่างกันโฟมอลูมิเนียมสามารถจำแนกได้เป็นโฟมอะลูมิเนียมเซลล์ปิด กึ่งโฟมอะลูมิเนียมเซลล์ปิดและโฟมอะลูมิเนียมเซลล์เปิดขึ้นอยู่กับวิธีเชื่อมรู วิธีการเตรียมโฟมอะลูมิเนียมสามารถแบ่งได้กว้างๆ เป็น 3 ประเภท ได้แก่ เฟสของเหลว เฟสของแข็ง และการสะสม

(1) วิธีเฟสของเหลว

วิธีเฟสของเหลวเป็นวิธีการเตรียมโฟมอะลูมิเนียมที่ครบถ้วนสมบูรณ์ ซึ่งมีศักยภาพในการวิจัยและแนวโน้มการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวาง โดยส่วนใหญ่รวมถึงการเป่าแก๊สเข้าไปในโลหะวิธีของเหลว วิธีการเป่าโลหะด้วยของเหลว วิธีการหล่อแบบลงทุน และวิธีการหล่อแบบซึม

วิธีการเป่าแก๊สเข้าไปในโลหะเหลว: เพิ่มอนุภาคสารทำให้ข้นในโลหะหลอมเหลวอลูมิเนียมที่หลอมละลาย เพื่อปรับปรุงความหนืดของโลหะหลอมเหลว สารทำให้ข้นที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ซิลิกอนคาร์ไบด์ อะลูมินาแมกนีเซียมออกไซด์ ฯลฯ ต่อจากนั้น ไนโตรเจน ไฮโดรเจน หรือส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้ในโลหะหลอมเหลวเข้าสู่บรรยากาศ และคนอย่างต่อเนื่อง จึงสามารถรับโลหะหลอมเหลวได้หลังจากทำให้รูพรุนของโฟมอลูมิเนียมเย็นลง 80% ~ 97.5% ดังที่แสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 โครงสร้างขนาดใหญ่ของโฟมอะลูมิเนียมที่เตรียมโดยวิธีการฉีดแก๊ส

(2) วิธีการเป่าโลหะเหลว: เติมสารเป่าลงในอลูมิเนียมหลอมเหลว โดยให้ความร้อนกับการสลายตัวของสารเป่าให้กลายเป็นก๊าซ ก๊าซจะขยายตัวจากความร้อนของโลหะหลอมเหลวเป็นโฟม หลังจากเย็นตัวลงแล้ว จะได้รูพรุนของโฟมอลูมิเนียม 91% ~ 93% สารเป่าโฟมใช้ในการผลิตโฟมอลูมิเนียมTiH2, ZrH2 และ CaH2 เป็นต้น

(3) วิธีการหล่อแบบหลอมเหลว: การใช้สารทนไฟของไหลเพื่อเติมรูพรุนในโฟมฟองน้ำ เพื่อทำให้วัสดุทนไฟแข็งตัว การให้ความร้อนเพื่อทำให้พลาสติกกลายเป็นก๊าซและได้โครงสร้างรูพรุนแบบฟองน้ำของชิ้นงานหล่อ จากนั้นเทอะลูมิเนียมหลอมเหลวลงในชิ้นงานหล่อนี้ ปล่อยให้เย็นลงและแข็งตัวเพื่อเอาสารทนไฟออก ซึ่งจะทำให้ได้รูพรุน 80% ~ 97% ของโฟมอะลูมิเนียม

(4) วิธีการหล่อแบบซึม: อะลูมิเนียมเหลวอุณหภูมิสูงภายใต้แรงดันบางอย่างซึมเข้าไปในช่องว่างของตัวเติมเพื่อให้ได้วัสดุผสมตัวเติมโลหะ จากนั้นใช้การแช่หรือการสั่นแบบอัลตราโซนิกและวิธีอื่นๆ เพื่อขจัดตัวเติม เพื่อให้ได้รูพรุนประมาณ 70%โฟมอลูมิเนียมสารตัวเติมที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เกลือละลายน้ำ ลูกเซรามิกที่มีรูพรุนไม่ละลายน้ำ ลูกคอรันดัมกลวง คาร์บอนโฟม เป็นต้น วิธีการนี้สามารถแบ่งย่อยได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ วิธีการหล่อแบบซึมผ่านด้วยแรงดันขึ้น และวิธีการหล่อแบบซึมผ่านด้วยแรงดันลบ

2. วิธีเฟสของแข็ง

(1) วิธีการผงโลหะ: วิธีการผงโลหะคือการผสมผงอลูมิเนียมกับตัวแทนเป่า (โดยทั่วไปใช้ TiH2) ในสัดส่วนที่แน่นอน เตรียมร่างกายพรีเจอรั่มภายใต้ความดันที่เหมาะสม จากนั้นจึงดำเนินการประมวลผลร่างกายสำเร็จรูปที่อัดแล้วต่อไป เช่น การรีด การตีขึ้นรูป เป็นต้น จากนั้นจึงใส่ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปนี้ลงในแม่พิมพ์เหล็กที่ต้องการ ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเพื่อให้ตัวแทนเป่าสลายตัวเพื่อสร้างฟองอากาศและได้อลูมิเนียมโฟม วิธีนี้ซับซ้อนกว่า แต่คุณภาพของผลิตภัณฑ์สูงกว่าและประสิทธิภาพมีเสถียรภาพ จึงพัฒนาอย่างรวดเร็ว แต่ไม่สามารถผลิตวิธีนี้ได้อย่างต่อเนื่องเนื่องจากต้นทุนวัตถุดิบที่สูง

(2) วิธีการชุบผงสารละลาย: กำหนดค่าความหนืดของสารละลายผงอลูมิเนียม วัสดุโฟมโพลีเมอร์ที่มีรูพรุนจะจุ่มลงในสารละลายนี้ ผงจะถูกสะสมในผนังรูพรุนของวัสดุโฟมโพลีเมอร์ จากนั้นจึงทำการอบแห้งและให้ความร้อนเพื่อให้วัสดุโฟมโพลีเมอร์สลายตัวด้วยความร้อน วัสดุที่เป็นรูพรุนในกระบวนการสลายตัวจะมีบทบาทรองรับชั่วคราว และในที่สุดผงอลูมิเนียมจะถูกเผารวมกัน จากนั้นจึงทำให้เย็นลงเพื่อให้ได้รูพรุน 70% ถึง 90% โฟมอลูมิเนียม-

(3) วิธีการเติมวัสดุลูกบอล: เติมวัสดุลูกบอลหรือลูกบอลกลวงลงในอลูมิเนียมหลอมเหลวแล้วคนให้เข้ากัน เพื่อให้วัสดุลูกบอลกระจายอย่างสม่ำเสมอในอลูมิเนียมหลอมเหลว กวนต่อไปและทำให้เย็นลงจนมีความหนืดเพียงพอ แล้วฉีดแบบจำลองเพื่อให้ได้วัสดุลูกบอลผสมโลหะ เมื่อวัสดุลูกบอลที่เติมเข้าไปเป็นสารละลาย วิธีการล้างแบบจุ่มสามารถใช้ละลายวัสดุลูกบอลได้ เพื่อให้ได้อลูมิเนียมโฟมชนิดรูทะลุ

3. วิธีการชุบด้วยไฟฟ้า

โฟมโดยกระบวนการนำไฟฟ้าเป็นวัสดุแคโทด แผ่นอลูมิเนียมบริสุทธิ์อุตสาหกรรมสำหรับวัสดุขั้วบวก ในการชุบสารละลายอลูมิเนียมอัลคิล เพื่อให้อลูมิเนียมเกาะติดบนพื้นผิวของโฟม หลังจากการอบแห้งที่อุณหภูมิที่กำหนด การเผาผนึก การสลายตัวของโฟมด้วยความร้อนโฟมอลูมิเนียมวิธีการนี้มีความซับซ้อนและต้องปรับตัวแปรต่างๆ แต่โครงสร้างของโฟมจะมีความสม่ำเสมอมากขึ้น โครงสร้างของโฟมอะลูมิเนียมที่เตรียมโดยวิธีการอิเล็กโทรดพอยต์แสดงไว้ในรูปที่ 2

รูปที่ 2 โครงสร้างขนาดใหญ่ของโฟมอะลูมิเนียมที่เตรียมโดยการชุบด้วยไฟฟ้า