stringtranslate.com

Металлическая пена

Вспененный алюминий
Обычный вспененный алюминий

В материаловедении металлическая пена — это материал или структура, состоящая из твердого металла (часто алюминия ) с заполненными газом порами, составляющими большую часть объема . Поры могут быть запечатаны ( пена с закрытыми ячейками ) или связаны между собой (пена с открытыми ячейками). [1] Определяющей характеристикой металлических пен является высокая пористость : обычно только 5–25% объема составляет основной металл. Прочность материала обусловлена ​​законом квадрата-куба .

Металлические пены обычно сохраняют некоторые физические свойства своего базового материала. Пена, изготовленная из негорючего металла, остается негорючей и, как правило, может быть переработана в качестве базового материала. Ее коэффициент теплового расширения аналогичен, в то время как теплопроводность, вероятно, снижена. [2]

Определения

Открытые ячейки

Металлическая пена с открытыми ячейками
CFD (численное) моделирование потока жидкости и теплопередачи в металлической пене с открытыми ячейками

Металлическая пена с открытыми ячейками, также называемая металлической губкой, [3] может использоваться в теплообменниках (компактное охлаждение электроники , криогенные баки , теплообменники PCM ), поглощении энергии, диффузии потока, скрубберах CO2 , пламегасителях и легкой оптике. [4] Высокая стоимость материала обычно ограничивает его применение передовыми технологиями, аэрокосмической промышленностью и производством.

Мелкопористые пены с ячейками меньше, чем можно увидеть невооруженным глазом, используются в качестве высокотемпературных фильтров в химической промышленности.

Металлические пены используются в компактных теплообменниках для увеличения теплопередачи за счет снижения давления. [5] [6] [7] [ необходимо разъяснение ] Однако их использование позволяет существенно снизить физические размеры и стоимость изготовления. Большинство моделей этих материалов используют идеализированные и периодические структуры или усредненные макроскопические свойства.

Металлическая губка имеет очень большую площадь поверхности на единицу веса, и катализаторы часто формируются в металлическую губку, такую ​​как палладиевая чернь , платиновая губка и губчатый никель . Такие металлы, как осмий и гидрид палладия, метафорически называются «металлическими губками», но этот термин относится к их свойству связываться с водородом, а не к физической структуре. [8]

Закрытые ячейки

Металлическая пена с закрытыми ячейками была впервые описана в 1926 году Меллером во французском патенте, где было предложено вспенивание легких металлов либо путем впрыскивания инертного газа, либо с помощью вспенивающего агента . [9] Два патента на губчатый металл были выданы Бенджамину Соснику в 1948 и 1951 годах, который применил пары ртути для вдувания жидкого алюминия. [10] [11]

Металлические пены с закрытыми ячейками были разработаны в 1956 году Джоном К. Эллиоттом в Bjorksten Research Laboratories. Хотя первые прототипы были доступны в 1950-х годах, коммерческое производство началось в 1990-х годах компанией Shinko Wire в Японии. Металлические пены с закрытыми ячейками в основном используются в качестве ударопоглощающего материала, аналогично полимерным пенам в велосипедном шлеме , но для более высоких ударных нагрузок. В отличие от многих полимерных пен, металлические пены остаются деформированными после удара и, следовательно, могут быть деформированы только один раз. Они легкие (обычно 10–25% от плотности идентичного непористого сплава; обычно алюминия) и жесткие и часто предлагаются в качестве легкого конструкционного материала. Однако они не получили широкого распространения для этой цели.

Пенопласты с закрытыми ячейками сохраняют огнестойкость и потенциал переработки других металлических пенопластов, но при этом обладают свойством плавучести в воде.

Стохастическая пена

Пена считается стохастической, когда распределение пористости случайно. Большинство пен являются стохастическими из-за метода производства:

Обычная пена

Процесс производства обычной металлической пены методом прямого формования, процесс CTIF [12] [13] [14]

Говорят, что пена регулярна, когда структура упорядочена. Прямое формование — это одна из технологий, которая производит регулярные пены [12] [13] с открытыми порами. Металлические пены также могут быть получены с помощью аддитивных процессов, таких как селективное лазерное плавление (SLM).

Пластины могут использоваться в качестве стержней для литья. Форма подбирается индивидуально для каждого применения. Этот метод производства позволяет получить «идеальную» пену, так называемую, потому что она удовлетворяет законам Плато и имеет проводящие поры в форме усеченного октаэдра ячейки Кельвина ( объемноцентрированная кубическая структура).

Ячейка Кельвина (аналогично структуре Уэйра-Фелана )

Гибридная пена

Гибридные металлические пены обычно имеют тонкую пленку на подлежащей пористой подложке. [15] Было показано, что покрытие металлических пен другим материалом улучшает механические свойства металлической пены, особенно потому, что они склонны к изгибающим деформационным механизмам из-за своей ячеистой структуры. Добавление тонкой пленки может также улучшить другие свойства, такие как коррозионная стойкость, и обеспечить функционализацию поверхности для каталитических потоковых процессов.

Для изготовления гибридных металлических пен тонкие пленки наносятся на пенную подложку с помощью электроосаждения при комнатной температуре. [16] Можно использовать установку двухэлектродной ячейки в ванне Уатта . [16] Недавние исследования продемонстрировали проблемы с однородностью тонкой пленки из-за сложной геометрии металлических пен. [16] Проблемы с однородностью были решены в более поздних исследованиях путем внедрения тонких пленок из наночастиц, что привело к улучшению механических и коррозионно-стойких свойств. [17]

Недавние исследования гибридных пен также использовались для решения проблемы невозобновляемых энергетических ресурсов. [18] Гибридные пены переходных металлов ранее изготавливались путем сочетания процессов электроосаждения и барботирования водорода для повышения диффузии жидкостей через пористый материал и улучшения электрических свойств для улучшения переноса заряда. [18] Таким образом, такие пены можно использовать для повышения эффективности процессов электрокаталитического расщепления воды .

Гибридные металлические пены могут обладать благоприятными проводящими свойствами для гибких устройств. Благодаря нанесению тонкого слоя металла на пористую полимерную подложку посредством газофазного осаждения исследователям удалось добиться высокой проводимости, сохранив при этом гибкость полимерной матрицы. [19] Благодаря циклическим испытаниям было показано, что гибридные пены способны воспринимать поверхностную деформацию. [19] Будущие усилия направлены на то, чтобы охарактеризовать изменение сшивания и пористости материалов по мере осаждения. Кроме того, можно исследовать взаимодействие или совместимость между различными полимерами и металлами в лигандах пены, чтобы получить более глубокое понимание их чувствительности к внешним силам. Это поможет улучшить устойчивость к сжимающим силам.

Производство

Открытые ячейки

Пенопласты с открытыми ячейками производятся литейным способом или методом порошковой металлургии . В порошковом методе используются «пространственные держатели»; как следует из их названия, они занимают поры и каналы. В процессах литья пенопласт отливается с каркасом из полиуретанового пеноматериала с открытыми ячейками.

Закрытые ячейки

Пены обычно изготавливаются путем впрыскивания газа или смешивания вспенивающего агента с расплавленным металлом. [20] Расплавленный металл можно вспенить, создав пузырьки газа в материале. Обычно пузырьки в расплавленном металле обладают высокой плавучестью в жидкости высокой плотности и быстро поднимаются на поверхность. Этот подъем можно замедлить, увеличив вязкость расплавленного металла путем добавления керамических порошков или легирующих элементов для образования стабилизирующих частиц в расплавленном металле или другими способами. Расплавленный металл можно вспенить одним из трех способов:

Для стабилизации пузырьков расплавленного металла требуются высокотемпературные вспенивающие агенты (твердые частицы нано- или микрометрового размера). Размер пор или ячеек обычно составляет от 1 до 8 мм. При использовании вспенивающих или вспенивающих агентов их смешивают с порошкообразным металлом до его расплавления. Это так называемый «порошковый путь» вспенивания, и он, вероятно, является наиболее устоявшимся (с промышленной точки зрения). После смешивания металлических (например, алюминиевых ) порошков и вспенивающего агента (например, TiH2 ) их прессуют в компактный твердый прекурсор, который может быть доступен в форме заготовки, листа или проволоки. Производство прекурсоров может осуществляться путем комбинации процессов формования материалов, таких как прессование порошка, [21] экструзия (прямая [22] или конформная [23] ) и плоская прокатка . [24]

Композитная металлическая пена

По мере увеличения деформации и приложенной нагрузки на композитную металлическую пену растет способность выдерживать напряжение. В отличие от твердых материалов, которые достигают своей предельной прочности очень быстро, композитная металлическая пена медленно набирает свою предельную прочность, поглощая энергию в процессе.

Композитная металлическая пена изготавливается из комбинации однородных полых металлических сфер с металлической матрицей, окружающей сферы. Эта металлическая пена с закрытыми ячейками изолирует воздушные карманы внутри и может быть изготовлена ​​практически из любого металла, сплава или комбинации. Размеры сфер могут варьироваться и точно настраиваться в зависимости от применения. Смесь заполненных воздухом полых металлических сфер и металлической матрицы обеспечивает как легкий вес, так и прочность. Сферы случайным образом расположены внутри материала, но чаще всего напоминают простую кубическую или объемно-центрированную кубическую структуру. CMF состоит примерно из 70% воздуха и, таким образом, весит на 70% меньше, чем равный объем твердого исходного материала. Композитная металлическая пена является самой прочной металлической пеной, имеющей в 5-6 раз большее отношение прочности к плотности и более чем в 7 раз большую способность поглощать энергию, чем предыдущие металлические пены. [25] Технология CMF была разработана в Университете штата Северная Каролина изобретателем Афсанех Рабией, на ее имя зарегистрировано четыре патента, все из которых озаглавлены «Композитная металлическая пена и способ ее приготовления» (патенты США на полезную модель 9208912, 8110143, 8105696, 7641984), и в настоящее время CMF является запатентованной технологией, принадлежащей компании Advanced Materials Manufacturing.

Испытания на высокоскоростной удар/взрыв/баллистику

Пластина толщиной менее одного дюйма имеет достаточное сопротивление, чтобы превратить в пыль бронебойную пулю .30-06 Springfield стандартного образца M2 . Испытательная пластина превзошла сплошную металлическую пластину аналогичной толщины, при этом веся гораздо меньше. Другие потенциальные области применения включают перенос ядерных отходов (защита от рентгеновского излучения , гамма-излучения и нейтронного излучения) и теплоизоляцию для возвращения космических аппаратов в атмосферу, с сопротивлением огню и теплу, во много раз превышающим сопротивление обычных металлов. [25] Другое исследование, проверяющее сопротивление CMF патронам калибра .50, показало, что CMF может остановить такие патроны при весе менее половины веса прокатанной однородной брони . [26]

Тестирование HEI/фрагмента

CMF может заменить катаную стальную броню с той же защитой при весе в три раза меньше. Он может блокировать осколки и ударные волны, которые вызывают черепно-мозговые травмы (TBI). CMF был испытан на устойчивость к взрывам и осколкам. Панели были испытаны на устойчивость к фугасным зажигательным снарядам 23 × 152 мм (как в зенитном оружии ), которые выпускают взрывную волну высокого давления и металлические осколки со скоростью до 1524 м/с. Панели CMF смогли выдержать удары взрывной волны и осколков без прогиба или трещин. Более толстый образец (толщиной 16,7 мм) смог полностью остановить осколки разного размера из трех отдельных испытаний зажигательных боеприпасов . Было показано, что CMF способен локально задерживать осколки и рассеивать энергию падающей взрывной волны и препятствовать распространению разрушения, в отличие от полностью сплошных материалов, которые передают энергию по всей пластине, повреждая основной материал. [27] В этом исследовании CMF из нержавеющей стали блокировал давление взрыва и фрагментацию на скорости 5000 футов в секунду от осколочно-фугасных (HEI) снарядов, которые детонируют на расстоянии 18 дюймов. Стальные пластины CMF (толщиной 9,5 мм или 16,75 мм), которые были размещены на расстоянии 18 дюймов от ударной пластины, выдерживали волну давления взрыва и медные и стальные осколки, созданные снарядом HEI 23×152 мм (как в зенитном оружии ), а также 2,3-мм алюминиевую ударную пластину. [28] Эффективность стального CMF была намного лучше, чем алюминиевая пластина того же веса против того же типа взрыва и осколков. [29]

Испытания стрелкового оружия

Композитные панели из металлической пены, изготовленные с использованием 2-миллиметровых стальных полых сфер, встроенных в матрицу из нержавеющей стали и обработанных с использованием метода порошковой металлургии, использовались вместе с керамическими панелями из карбида бора и алюминиевыми 7075 или кевларовыми задними панелями для изготовления новой композитной системы брони. Эта композитная броня была испытана против угроз NIJ-Type III и Type IV с использованием стандарта баллистических испытаний NIJ 0101.06. Высокофункциональная конструкция на основе слоев позволила композитной металлической пене эффективно поглощать баллистическую кинетическую энергию , где слой CMF составлял 60–70% от общей энергии, поглощенной системой брони, и позволила композитной системе брони показать превосходные баллистические характеристики для угроз как Типа III, так и Типа IV. Результаты этой программы испытаний показывают, что CMF может использоваться для снижения веса и повышения эффективности брони для угроз Типа III и Типа IV. [30]

Композитная металлическая пена после попадания бронебойного снаряда .50 BMG. Обратите внимание на пулю, извлеченную и помещенную на верхнюю часть панели CMF слева внизу. [31]

Тестирование AP калибра .50

CMF был испытан против бронебойных снарядов большего калибра. [31] Панели SS CMF были изготовлены и соединены с керамической лицевой пластиной и алюминиевой задней пластиной. Слоистые твердые доспехи были испытаны против пуль .50 BMG и AP при различных скоростях удара. Мягкие стальные сердечники шариковых снарядов пробили один из трех образцов, но показали преимущества использования нескольких плиток по сравнению с одной керамической лицевой пластиной для ограничения распространения повреждений. Закаленный стальной сердечник AP снарядов проник глубоко в керамическую лицевую пластину, сжимая слой CMF до тех пор, пока снаряд либо не останавливался и не внедрялся в броню, либо не мог полностью проникнуть и выйти из задней пластины. Экспериментальные результаты сравнивались с коммерчески доступными бронематериалами и обеспечивали улучшенные характеристики при уменьшенном весе. По оценкам, слой CMF поглощает от 69 до 79% кинетической энергии пули в их неоптимизированных условиях тестирования. [31] При скоростях удара свыше 800 м/с слой CMF последовательно поглощал до 79% энергии удара. По мере увеличения скорости удара увеличивалась и эффективная прочность слоя CMF из-за чувствительности материала к скорости деформации. Коэффициент эффективности массы брони по сравнению с катаной однородной броней (RHA) был рассчитан как 2,1. Жесткая броня CMF может эффективно остановить входящий снаряд при весе менее половины требуемого RHA. [26] Экономия веса, обеспечиваемая использованием такой новой брони, может повысить топливную эффективность военных транспортных средств, не жертвуя защитой персонала или оборудования внутри.

Тестирование на прокол

Композитная металлическая пена была испытана в испытании на прокол. Испытания на прокол проводились на SS CMF-CSP с различными толщинами облицовочных листов из нержавеющей стали и сердечника CMF. Склеивание сердечника SS CMF и облицовочных листов было выполнено с помощью клеевого соединения и диффузионного соединения. Различные толщины сердечника CMF и облицовочных листов создавали различные целевые поверхностные плотности от примерно 6,7 до примерно 11,7 кг на каждую плитку размером 30 x 30 см. Цели поражались стальными шариками диаметром 2,54 и 3,175 см, выпущенными со скоростью от 120 до 470 м в секунду, что приводило к энергии прокола от 488 до 14 500 Дж на площади удара 5,06–7,91 см2 для двух размеров сферических шаров. Ни одна из панелей, даже с самой низкой поверхностной плотностью, не показала полного проникновения/прокола по всей толщине. Это было в основном из-за способности поглощать энергию сердечника SS CMF при сжатии, тогда как лицевые листы усиливают сердечник CMF, чтобы лучше справляться с растягивающими напряжениями. Сэндвич-панели с более толстыми лицевыми листами показывают меньшую эффективность, а тонкий лицевой лист, по-видимому, был достаточным для поддержки сердечника SS CMF для поглощения таких энергий прокола. Панели, собранные с использованием клеевого соединения, показали отслоение лицевых листов от сердечника CMF при ударе снаряда, в то время как панели, соединенные диффузией, показали большую гибкость на границе и лучше справлялись с напряжениями. Большинство панелей, соединенных диффузией, не показали отслоения лицевых листов от сердечника SS CMF. Это исследование доказало способность CMF поглощать энергию, указывая на то, что CMF можно использовать для одновременного увеличения защиты и уменьшения веса. [32]

Испытание на огнестойкость/экстремально высокую температуру

Композитная металлическая пена во время испытания на огнестойкость. [33]

Панель CMF из стали марки 316L толщиной 12" x 12" x 0,6" и весом 3,545 кг была испытана в испытании на огнестойкость горелки . В этом испытании панель подвергалась воздействию температур свыше 1204 °C в течение 30 минут. По достижении 30-минутного времени воздействия максимальная температура на неэкспонированной поверхности стали составила 400 °C (752 °F) в центре пластины непосредственно над струйной горелкой. Эта температура была значительно ниже требуемого предела повышения температуры 427 °C; следовательно, этот образец соответствовал требованиям испытания на огнестойкость горелки. Для справки, сплошной кусок стали равного объема, используемый для калибровки, не прошел это испытание примерно за 4 минуты. [33]

Стоит отметить, что та же самая панель CMF до вышеупомянутого испытания на струйный пожар была подвергнута испытанию на пожар в бассейне. В этом испытании панель подвергалась воздействию температур 827 °C в течение 100 минут. Панель с легкостью выдерживала экстремальную температуру в течение 100 минут, достигнув максимальной температуры задней поверхности 379 °C, что намного ниже температуры разрушения 427 °C. Для справки, испытание было откалибровано с использованием равного по размеру куска сплошной стали, который не прошел испытание примерно за 13 минут. [34] Эти исследования указывают на исключительную эффективность CMF против огня и экстремального тепла.

CMF настолько хорошо изолирует температуру 1100 °C (2000 °F), что к нему можно прикоснуться всего в двух дюймах от раскаленной добела области материала.

Композитная металлическая пена имеет очень низкую скорость теплопередачи и доказала способность изолировать экстремальную температуру 1100 °C (2000 °F) в пределах всего нескольких дюймов, оставляя материал при комнатной температуре всего в двух дюймах от области раскаленного добела материала. Кроме того, стальной CMF удалось сохранить большую часть своей прочности, подобной стали, при этой температуре, оставаясь при этом таким же легким, как алюминий, материал, который мгновенно расплавился бы при этой экстремальной температуре.

Другие способности

Композитная металлическая пена продемонстрировала способность защищать от рентгеновского и нейтронного излучения, поглощать/смягчать удары, звуки и вибрации, а также выдерживать более 1 000 000 циклов высоких нагрузок, превосходя по этим показателям традиционные твердые металлы в каждом случае.

Галерея обычных пен

Приложения

Дизайн

Металлическую пену можно использовать в изделиях или архитектурных композициях.

Механический

Ортопедия

Пенный металл использовался в экспериментальном протезировании животных. В этом случае в кости просверливается отверстие и в него вставляется металлическая пена, что позволяет кости врастать в металл для постоянного соединения. Для ортопедических применений пены тантала или титана широко используются из-за их прочности на разрыв , коррозионной стойкости и биосовместимости .

Задние ноги сибирского хаски по имени Триумф получили протезы из пенопластового металла. Исследования млекопитающих показали, что пористые металлы, такие как титановая пена, могут допускать васкуляризацию в пористой области. [36]

Производители ортопедических устройств используют пенопластовые конструкции или покрытия из металлической пены [37] для достижения желаемого уровня остеоинтеграции . [38] [39] [40]

Автомобильный

Основными функциями металлической пены в транспортных средствах являются увеличение звукопоглощения , снижение веса, увеличение поглощения энергии в случае столкновений и (в военных приложениях) борьба с ударной силой СВУ . Например, заполненные пеной трубки могут использоваться в качестве противовзломных брусьев . [41] Из-за своей низкой плотности (0,4–0,9 г/см3 ) особое внимание уделяется алюминиевой и алюминиевой пене. Эти пены жесткие, огнестойкие, нетоксичные, пригодные для вторичной переработки, поглощающие энергию, менее теплопроводные, менее магнитопроницаемые и более эффективно гасящие звук, особенно по сравнению с полыми деталями. Металлическая пена в полых деталях автомобиля уменьшает слабые места, обычно связанные с автомобильными авариями и вибрацией. Эти пены недорого отливать с помощью порошковой металлургии по сравнению с литьем других полых деталей.

По сравнению с полимерными пенами в транспортных средствах, металлические пены жестче, прочнее, лучше поглощают энергию и устойчивы к огню и погодным невзгодам, таким как ультрафиолетовое излучение, влажность и колебания температуры. Однако они тяжелее, дороже и не обладают изолирующими свойствами. [42]

Технология металлической пены была применена к автомобильным выхлопным газам . [43] По сравнению с традиционными каталитическими нейтрализаторами , в которых в качестве субстрата используется кордиеритовая керамика, субстрат из металлической пены обеспечивает лучшую теплопередачу и демонстрирует превосходные свойства массопереноса (высокая турбулентность), а также может снизить необходимое количество платинового катализатора . [44]

Электрокатализ

Металлические пены являются популярным носителем для электрокатализаторов из-за большой площади поверхности и стабильной структуры. Взаимосвязанные поры также способствуют массопереносу реагентов и продуктов. Однако, эталон электрокатализаторов может быть затруднен из-за неопределенной площади поверхности, различных свойств пены и капиллярного эффекта. [45]

Поглощение энергии

График аварий алюминия

Металлические пены используются для придания жесткости конструкции без увеличения ее массы. [46] Для этого применения металлические пены обычно имеют закрытые поры и изготавливаются из алюминия. Панели из пены приклеиваются к алюминиевой пластине для получения прочного композитного сэндвича локально (по толщине листа) и жесткого по длине в зависимости от толщины пены.

Преимущество металлических пен в том, что реакция постоянна, независимо от направления силы. Пены имеют плато напряжения после деформации, которое постоянно для 80% дробления. [47]

Термальный

Теплопроводность в обычной структуре металлической пены
Передача тепла в обычной металлической пенной структуре

Tian et al. [48] перечислили несколько критериев для оценки пены в теплообменнике. Сравнение тепловых характеристик металлических пен с материалами, традиционно используемыми для интенсификации обмена (ребра, сопряженные поверхности, слой шариков), сначала показывает, что потери давления, вызванные пенами, намного больше, чем с обычными ребрами, но при этом значительно ниже, чем у шариков. Коэффициенты обмена близки к слоям и шару и значительно выше лопаток. [49] [50]

Пены обладают другими теплофизическими и механическими свойствами:

Коммерциализация компактных теплообменников, радиаторов и амортизаторов на основе пены ограничена из-за высокой стоимости репликации пены. Их долгосрочная устойчивость к загрязнению, коррозии и эрозии недостаточно изучена. С точки зрения производства переход на технологию пены требует новых методов производства и сборки, а также конструкции теплообменника.

Киситу и др. [51] [52] были пионерами экспериментального исследования использования сжатой медной пены для усовершенствованного двухфазного охлаждения для электроники с высоким тепловым потоком. Образцы металлической пены разработаны и изготовлены американской компанией ERG Aerospace Corporation. [53] Были испытаны/обработаны тепловые потоки до 174 Вт/см2. Данные показывают, что сжатие пены в четыре раза в продольном направлении (4X) улучшило тепловые характеристики более чем в 3 раза по сравнению с несжатой металлической пеной. Это объясняется тем фактом, что сжатие пены пропорционально уменьшает эффективный гидравлический диаметр и увеличивает как площадь поверхности на единицу объема, так и объемную теплопроводность пены, что улучшает двухфазные характеристики охлаждения. Кроме того, результаты показывают, что сжатая пена имеет потенциал для увеличения критического теплового потока (CHF), который имеет решающее значение для безопасной работы двухфазного охлаждения при высоких плотностях тепла. Предварительные результаты показывают, что сжатые металлические пены могут решить несколько проблем, с которыми сталкиваются микроканалы, включая засорение, нестабильность потока, низкий CHF и другие. Таким образом, сжатые пены предлагаются в качестве новых мощных альтернатив микроканалам в двухфазном охлаждении с насосом для охлаждения/терморегулирования электронного оборудования с высоким тепловым потоком, включая высокопроизводительные компьютеры, аэрокосмическую, военную и оборонную промышленность, а также силовую электронику.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Металлические и керамические пены | American Elements | Продукты | Применения". American Elements . Получено 2024-03-21 .
  2. ^ Сравнение материалов: литой алюминий и алюминиевая пена. Архивировано 30.04.2010 на Wayback Machine . Makeitfrom.com. Получено 19.11.2011.
  3. ^ Джон Банхарт. «Что такое ячеистые металлы и металлические пены?» Архивировано 29.12.2010 на Wayback Machine
  4. ^ "Duocel® Metal Foam Material". ergaerospace.com/ . Получено 2022-01-26 .
  5. ^ Топин, Ф.; Бонне, Дж. -П.; Мадани, Б.; Тадрист, Л. (2006). "Экспериментальный анализ многофазного потока в металлической пене: законы потока, теплопередача и конвективное кипение" (PDF) . Advanced Engineering Materials . 8 (9): 890. doi :10.1002/adem.200600102. S2CID  138133942.
  6. ^ Банхарт, Дж. (2001). «Производство, характеристика и применение ячеистых металлов и металлических пен». Прогресс в материаловедении . 46 (6): 559–632. doi :10.1016/S0079-6425(00)00002-5.
  7. ^ ДеГрут, CT; Страатман, AG; Бетчен, LJ (2009). «Моделирование принудительной конвекции в оребренных металл-пенопластовых радиаторах». Журнал электронной упаковки . 131 (2): 021001. doi :10.1115/1.3103934.
  8. ^ Ральф Вульф; Халид Мансур. «Удивительная металлическая губка: впитывание водорода». Архивировано 16 ноября 2015 г. на Wayback Machine . 1995.
  9. ^ Де Меллер, Массачусетс, патент Франции 615 147 (1926).
  10. ^ Сосник, Б. Патент США 2,434,775 (1948).
  11. ^ Сосник, Б. Патент США 2,553,016 (1951).
  12. ^ ab Recherche sur la Production de pièces de Fonderie en Mousse Métallique – Recherche en Fonderie: les Mousses Métalliques. Архивировано 29 октября 2013 г. в Wayback Machine . Ctif.com. Проверено 3 декабря 2013 г.
  13. ^ ab ALVEOTEC – Innovation Архивировано 30 июля 2014 г. на Wayback Machine . Alveotec.fr/en. Получено 03 декабря 2013 г.
  14. ^ "ALVEOTEC - Actualités - видео: процесс изготовления алюминиевой пены". Архивировано из оригинала 2014-07-30.
  15. ^ Юнг, А.; Коблишка, MR; Лах, Э.; Дибельс, С.; Наттер, Х. (2012). «Гибридные металлические пены». Международный журнал материаловедения . 2 (4): 97–107.
  16. ^ abc Bouwhuis, BA; МакКри, Дж.Л.; Палумбо, Г.; Хиббард, Джорджия (2009). «Механические свойства гибридных нанокристаллических пенометаллов». Акта Материалия . 57 (14): 4046–4053. Бибкод : 2009AcMat..57.4046B. doi :10.1016/j.actamat.2009.04.053.
  17. ^ Xu, Y.; Ma, S.; Fan, M.; Zheng, H.; Chen, Y.; Song, X.; Hao, X. (2019). «Улучшение механической и коррозионной стойкости алюминиевых пен с закрытыми ячейками с помощью наноэлектроосажденных композитных покрытий». Materials . 12 (19): 2197. Bibcode :2019Mate...12.3197X. doi : 10.3390/ma12193197 . PMC 6803920 . PMID  31569520. 
  18. ^ ab Zhou, J.; Yu, L.; Zhou, Z.; Huang, C.; Zhang, Y.; Yu, B.; Yu, Y. (2021). «Сверхбыстрое изготовление пористых пен переходных металлов для эффективного электрокаталитического расщепления воды». Applied Catalysis B: Environmental . 288 : 120002. Bibcode : 2021AppCB.28820002Z. doi : 10.1016/j.apcatb.2021.120002. S2CID  233541520.
  19. ^ ab Peng, Y.; Liu, H.; Zhang, J. (2020). «Гибридная металлическая пена с превосходной эластичностью, высокой электропроводностью и чувствительностью к давлению». ACS Applied Materials and Interfaces . 12 (5): 6489–6495. doi :10.1021/acsami.9b20652. PMID  31927977. S2CID  210191505.
  20. ^ Banhart, John (2000). «Производственные маршруты для металлических пен». JOM . 52 (12). Minerals, Metals & Materials Society: 22–27. Bibcode :2000JOM....52l..22B. doi :10.1007/s11837-000-0062-8. S2CID  137735453. Архивировано из оригинала 2012-01-01 . Получено 2012-01-20 .
  21. ^ Bonaccorsi, L.; Proverbio, E. (1 сентября 2006 г.). «Влияние уплотнения порошка на вспенивание прекурсоров ПМ, подвергнутых одноосному прессованию». Advanced Engineering Materials . 8 (9): 864–869. doi :10.1002/adem.200600082. S2CID  136706142.
  22. ^ Сиоми, М.; Имагама, С.; Осакада, К.; Мацумото, Р. (2010). «Изготовление алюминиевых пен из порошка методом горячей экструзии и вспенивания». Журнал технологий обработки материалов . 210 (9): 1203–1208. doi :10.1016/j.jmatprotec.2010.03.006.
  23. ^ Лефевр, Луи Филипп; Банхарт, Джон; Дананд, Дэвид К. (2008). MetFoam 2007: пористые металлы и металлические пены: труды пятой Международной конференции по пористым металлам и металлическим пенам, 5–7 сентября 2007 г., Монреаль, Канада . Ланкастер, Пенсильвания: DEStech Publications Inc., стр. 7–10. ISBN 978-1932078282.
  24. ^ Strano, M.; Pourhassan, R.; Mussi, V. (2013). «Влияние холодной прокатки на эффективность вспенивания прекурсоров алюминия». Журнал производственных процессов . 15 (2): 227. doi :10.1016/j.jmapro.2012.12.006.
  25. ^ ab "Исследование показало, что металлические пены способны экранировать рентгеновские лучи, гамма-лучи и нейтронное излучение". NC State, Роли, Северная Каролина . Новости NC State University. 17 июля 2015 г. Получено 20 августа 2021 г. Исследования из Университета штата Северная Каролина показывают, что легкие композитные металлические пены эффективно блокируют рентгеновские лучи, гамма-лучи и нейтронное излучение, а также способны поглощать энергию сильных ударов.
  26. ^ ab Shipman, Мэтт Металлическая пена останавливает пули калибра .50 так же, как и сталь — при весе менее половины веса, Новости Государственного университета Северной Каролины, 05.05.19
  27. ^ Рабиеи, Маркс, Портанова (2018), Исследование взрыво- и осколочной стойкости композитных металлических пен с использованием экспериментальных и модельных подходов. Композитные конструкции 194 (2018) 652-661.
  28. ^ Ванг, Брайан (24.04.2018). «Композитные металлические пены обеспечивают защиту брони на треть веса и делают бамперы суперкаров | NextBigFuture.com». NextBigFuture.com . Получено 24.05.2018 .
  29. ^ Маркс, Портанова, Рабей, Исследование взрыво- и осколочной стойкости композитных металлических пен с помощью экспериментальных и модельных подходов. Композитные конструкции 194 (2018) 652-661.
  30. ^ Рабиеи, Гарсия-Авила, Портанова. (2015). Баллистические характеристики композитных металлических пен. Композитные конструкции (2015) 202-211.
  31. ^ abc Rabiei, Marx, Portanova. (2019). Баллистические характеристики композитной металлической пены против угроз крупного калибра. Композитные конструкции 224 (2019) 111032.
  32. ^ Rabiei, Marx, Portanova, Scott, Schwandt. (2020). Исследование сопротивления проколу сэндвич-панелей с сердечником из композитного металлического пенопласта. Advanced Engineering Materials (2020) 2000693.
  33. ^ ab Rabiei, Lattimer, Bearinger, (2020), Последние достижения в анализе, измерении и свойствах композитных металлических пен.
  34. ^ Rabiei, Karimpour, Basu, Janssens. (2020). Металлическая пена из композита сталь-сталь в испытаниях на имитацию пожара в проливе. Международный журнал тепловых наук 153 (2020) 106336.
  35. ^ ALVEOTEC - Актуальные новости - LOUPI Lighing запускает свой новый металлический пенопластовый радиатор для освещения application_66.html Архивировано 30 июля 2014 г. на Wayback Machine . Alveotec.fr. Получено 03 декабря 2013 г.
  36. ^ Остеоинтеграция с помощью титановой пены в бедренной кости кролика. Архивировано 18 апреля 2016 г. на Wayback Machine , YouTube
  37. ^ Титановые покрытия на ортопедических устройствах Архивировано 2016-03-13 на Wayback Machine . Youtube
  38. ^ Biomet Orthopedics, Regenerex® Porous Titanium Construct Архивировано 28 сентября 2011 г. на Wayback Machine
  39. ^ Zimmer Orthopedics, Trabeluar Metal Technology Архивировано 18 июля 2011 г. на Wayback Machine
  40. ^ Пористое покрытие Zimmer CSTiTM (Cancellous-Structured Titanium TM) Архивировано 18 июля 2011 г. на Wayback Machine
  41. ^ Strano, Matteo (2011). «Новый подход FEM для моделирования труб, заполненных металлической пеной». Журнал производственной науки и техники . 133 (6): 061003. doi :10.1115/1.4005354.
  42. ^ Новая концепция проектирования легких автомобильных компонентов. Архивировано 24.03.2012 на Wayback Machine . (PDF). Получено 03.12.2013.
  43. ^ Alantum Innovations in Alloy Foam: Home Архивировано 17.02.2010 на Wayback Machine . Alantum.com. Получено 19.11.2011.
  44. ^ Разработка технологии дополнительной обработки на основе металлической пены для дизельного легкового автомобиля – Виртуальный конференц-центр [ постоянная нерабочая ссылка ] . Vcc-sae.org. Получено 19.11.2011.
  45. ^ Чжэн, Вейран; Лю, Мэнцзе; Ли, Лоуренс Юн Сук (9 октября 2020 г.). «Лучшие практики использования пенопластовых электродов для сравнительного анализа электрокаталитической производительности». ACS Energy Letters . 5 (10): 3260–3264. doi : 10.1021/acsenergylett.0c01958 . hdl : 10397/100121 .
  46. ^ Банхарт, Джон; Дананд, Дэвид К. (2008). MetFoam 2007: Пористые металлы и металлические пены: Труды Пятой международной конференции по пористым металлам и металлическим пенам, 5-7 сентября 2007 г., Монреаль, Канада. DEStech Publications, Inc. ISBN 9781932078282.
  47. ^ ALVEOTEC – Actualités – Примеры применения металлической пены. Архивировано 30 июля 2014 г. на Wayback Machine Alveotec.fr. Получено 03 декабря 2013 г.
  48. ^ Tian, ​​J.; Kim, T.; Lu, TJ; Hodson, HP; Queheillalt, DT; Sypeck, DJ; Wadley, HNG (2004). "Влияние топологии на поток жидкости и теплопередачу в ячеистых медных структурах" (PDF) . International Journal of Heat and Mass Transfer . 47 (14–16): 3171. Bibcode :2004IJHMT..47.3171T. doi :10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.02.010. Архивировано (PDF) из оригинала 2016-03-03.
  49. ^ Мишевич, М. (1997). Этюд интенсификации термопереносов по пористым структурам: применение для компактных обменников и двухфазного рефроидиссмента. Юсти. Марсель, Университет Прованса.
  50. ^ Катильон, С., К. Луи и др. (2005). Использование металлических муссов в каталитическом реформаторе метанола для производства H2. GECAT, Ла-Рошель.
  51. ^ Киситу, Деогратиус и др. (2022). «Экспериментальное исследование кипения потока R134a в испарителях из медной пены для охлаждения электроники с высоким тепловым потоком». Международная техническая конференция и выставка ASME 2022 по упаковке и интеграции электронных и фотонных микросистем (опубликовано 07.12.2022). doi :10.1115/ipack2022-97400. ISBN 978-0-7918-8655-7. S2CID  254435507. {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  52. ^ Киситу, Деогратиус; Ортега, Альфонсо; Златинов, Методи; Шаффарцик, Денвер (2023-05-30). «Двухфазный поток в сжатой медной пене с R134a для управления тепловым потоком с высоким тепловым потоком: влияние степени сжатия пены и условий эксплуатации хладагента на термогидравлические характеристики». 2023 22-я конференция IEEE Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems (ITherm). IEEE. стр. 1–10. doi :10.1109/ITherm55368.2023.10177584. ISBN 979-8-3503-2166-1. S2CID  259859929.
  53. ^ "ERG Aerospace | Родина запатентованной пены Duocel | Металлическая пена". ergaerospace.com . Получено 21.12.2022 .

Внешние ссылки