Bakrena pena je odprtoceličen, tridimenzionalen porozen kovinski material z med seboj povezanimi bakrenimi strukturami, pogosto opisan kot kovinska goba iz bakra. Večinoma se proizvaja z elektrokemičnim nanašanjem na poliuretanske gobaste šablone, pri čemer se baker nanese na organsko ogrodje, nato pa se gobasta podlaga odstrani. Z visoko poroznostjo od 90 % do 98 % ponuja odlično električno in toplotno prevodnost, podedovano od masivnega bakra, skupaj z veliko specifično površino in nizko nasipno gostoto. Vrednost PPI (število por na palec) določa velikost por: višji PPI pomeni finejše pore in večjo površino, medtem ko nižji PPI omogoča večjo prepustnost tekočin.

Kljub odličnim prevodnim lastnostim ima bakrena pena razmeroma slabo odpornost proti koroziji. Na vlažnem zraku je nagnjena k oksidaciji, v kislih ali alkalnih elektrolitskih okoljih pa lahko hitro korodira brez površinske obdelave. Ta material se pogosto uporablja kot substrat za zbiranje toka v litij-ionskih baterijah, litij-žveplovih baterijah in superkondenzatorjih za povečanje obremenitve z aktivnim materialom. Služi tudi kot nosilec katalizatorjev, medij za odvajanje toplote pri toplotnem upravljanju ter kot komponenta za elektromagnetno zaščito in uravnavanje plinsko-tekočinskih sistemov. V primerjavi z nikljevo peno ima bakrena pena boljše toplotno-električne lastnosti, vendar je manj primerna za zahtevne elektrolizne pogoje.

Specifikacije izdelkov

Material: Baker
Dimenzije: 100 x 100 mm
Debelina: 10 mm
Gostota por: 10 PPI
Toplotna prevodnost (teoreti?na): > 6 W/m·K
Mehanska trdnost (teoreti?na): ≥ 2,5 MPa
Natezna trdnost (teoreti?na): 5–18 MPa

Značilnosti izdelka

Lahek, a trden – Zaradi porozne strukture ima veliko manjšo gostoto kot masiven baker, medtem ko tridimenzionalna kovinska mreža še vedno zagotavlja dobro mehansko trdnost in absorpcijo energije (do približno 90 % izkoristka pri 85 % poroznosti).

Odlična toplotna in električna prevodnost – Bakrena pena ohranja visoko prevodnost bakra, medsebojno povezani stebrički pa ustvarjajo zelo učinkovite 3D poti za toploto in elektrone.

Zelo velika specifična površina – Odprtocelična struktura ponuja veliko površino na enoto prostornine, kar je idealno za površinsko odvisne procese, kot so kataliza, filtracija in elektrokemične reakcije.

Dobra obdelovalnost – Material je mogoče rezati, upogibati, strojno obdelovati in oblikovati v zapletene komponente brez večjih težav.

Dodatne prednosti – Ponuja tudi dobro odpornost proti koroziji (podobno kot baker), učinkovito zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMI) in lastnosti dušenja zvoka.

Uporaba izdelka

Toplotno upravljanje – To je ena najpomembnejših uporab. Bakrena pena se uporablja v visokozmogljivih hladilnih telesih, toplotnih izmenjevalnikih in hladilnih ploščah za CPU-je, GPU-je, LED-diode, močnostno elektroniko in vesoljske sisteme. Odprte pore omogočajo pretok zraka ali tekočih hladilnih sredstev, kar znatno izboljša odvajanje toplote.

Shranjevanje in pretvorba energije – Služi kot idealen elektrodni substrat ali zbiralnik toka v baterijah (litij-ionske, nikelj-cinkove, gorivne celice) in superkondenzatorjih. Velika površina omogoča večjo obremenitev z aktivnim materialom, prevodna mreža pa izboljšuje učinkovitost polnjenja in praznjenja.

Kataliza in nosilci katalizatorjev – Velika površina materiala je odličen nosilec za katalizatorje iz plemenitih kovin (npr. platina), kar znižuje stroške in povečuje učinkovitost reakcij. Uporablja se pri kemični sintezi, proizvodnji vodika in nadzoru onesnaževanja.

Filtracija in ločevanje – Enotna, vijugasta porozna struktura učinkovito zajema delce, zato je uporabna v sistemih za čiščenje zraka in vode. Učinkovitost filtracije lahko pri zadostni debelini (> 20 mm) preseže 90 %.

Elektromagnetna zaščita – Zaradi visoke prevodnosti se bakrena pena uporablja za zaščito občutljive elektronike pred elektromagnetnimi motnjami (EMI).

Zmanjševanje hrupa – Porozna struktura absorbira zvočne valove, zato se uporablja tudi v zvočno izolacijskih ploščah.

Lahki konstrukcijski deli – V vesoljski in avtomobilski industriji se uporablja tam, kjer sta potrebni tako zmanjšanje teže kot zmerna strukturna celovitost.