Kovinski porozni materiali so sestavljeni iz množice usmerjenih ali naključnih lukenj, razpršenih po materialu. Te luknje se razlikujejo po premeru in segajo od 2 mikrometrov do 3 milimetrov. Zasnova teh lukenj je lahko različnih oblik, na primer v obliki pene, lotosa ali satja. Glede na obliko lukenj lahko porozne kovinske materiale razvrstimo v dve kategoriji: tip neodvisne luknje in tip neprekinjene luknje.
Neodvisna vrsta izvrtine ima več prednosti, vključno z nizko specifično težo, odlično togostjo, visoko specifično trdnostjo, učinkovito absorpcijo vibracij in absorpcijo zvoka. Po drugi strani pa materiali z neprekinjenimi luknjami nimajo le zgoraj omenjenih lastnosti, ampak tudi dobro prepustnost in prezračevanje. Zaradi svojih strukturnih in funkcionalnih lastnosti najdejo porozni kovinski materiali široko uporabo na različnih področjih, vključno z vesoljstvom, transportom, gradbenim inženiringom, strojništvom, elektrokemijskim inženiringom in inženiringom varstva okolja.
Porozni materiali s prahom
Porozni material iz žične mreže
Porozni material iz sintranih kovinskih vlaken
-
Obstajajo različne klasifikacije kovinskih poroznih materialov, vključno s praškasto sintranimi poroznimi materiali, sintranimi poroznimi materiali iz kovinskih vlaken, poroznimi materiali iz žične mreže in penastimi kovinskimi materiali. Med temi so porozni materiali, sintrani v prahu, ustvarjeni z uporabo prahu kovine ali zlitine kot surovine. Postopek vključuje oblikovanje prahu v togo strukturo in njegovo sintranje pri visokih temperaturah. Posledica tega je porozen material s precejšnjim številom med seboj povezanih ali pol povezanih por. Struktura por se oblikuje z zlaganjem pravilnih in nepravilnih delcev prahu, pri čemer je velikost in porazdelitev por ter poroznost odvisna od sestave velikosti delcev in postopka priprave.
-
Običajno uporabljeni materiali za praškasto sintrane porozne materiale vključujejo bron, nerjavno jeklo, železo, nikelj, titan, volfram, molibden in ognjevzdržne kovinske spojine. Tradicionalni postopki priprave za te materiale vključujejo stiskanje in sintranje, izostatično stiskanje, ohlapno sintranje, valjanje prahu, ekstruzijo s plastifikacijo prahu in drsno litje. Poleg tega nove tehnologije priprave, kot so centrifugalno nanašanje, brizganje, 3D-tiskanje, lasersko hitro izdelavo prototipov in hitro izdelavo prototipov z elektronskim žarkom, ponujajo alternativne metode za ustvarjanje praškasto sintranih poroznih materialov. -
Tehnologija centrifugalne depozicije kot podporno strukturo uporablja porozno kovinsko cev z velikimi porami. Postopek se začne s pripravo gošče iz kovinskega prahu, ki se nato postavi v nosilno cev in se vrti pri visoki hitrosti. Pod vplivom centrifugalne sile se praškasti delci v brozgi razvrstijo in odložijo na notranjo steno podporne cevi, kar ima za posledico gradientno filmsko strukturo. Naknadno sušenje, sintranje in druge obdelave dajo porozno membransko cev. Ta tehnika je primerna za izdelavo mikroporoznih kovinskih filmov z uporabo praškov, kot so titan, titanove zlitine, nerjavno jeklo, nikelj in nikljeve zlitine. Z uporabo submikronskih in nano velikosti delcev je mogoče ustvariti mikroporozne kovinske filme z ustreznimi velikostmi por. -
Brizganje kovin (MIM) je še ena metoda za pripravo praškasto sintranih poroznih materialov. Pri tem postopku se prah zmeša z organskim vezivom in oblikuje s strojem za brizganje. Iz oblikovanega surovca nato odstranimo vezivo, nastali izdelek pa sintramo, da dosežemo želene končne lastnosti. Tehnologija MIM ponuja visoko natančnost, enotno strukturo, odlično zmogljivost in stroškovno učinkovitost, zaradi česar je primerna za izdelavo poroznih materialov iz brona, nerjavečega jekla, titana, niklja in njihovih zlitin. -
Postopek:
Tradicionalni postopki so stiskanje in sintranje, izostatično stiskanje, ohlapno sintranje, valjanje prahu, ekstrudiranje s plastificiranjem prahu, drsno litje itd.
bakreni filter
filter iz nerjavečega jekla
titanova porozna plošča
