Metalni porozni materijali se sastoje od mnoštva usmjerenih ili nasumičnih rupa raspršenih po cijelom materijalu. Ove rupe variraju u prečniku, u rasponu od 2 mikrometra do 3 milimetra. Dizajn ovih rupa može imati različite oblike, poput pjene, lotosa ili saća. Ovisno o obliku rupa, porozni metalni materijali se mogu klasificirati u dvije kategorije: nezavisni tip rupe i tip neprekidne rupe.
Nezavisni tip rupe ima nekoliko prednosti, uključujući nisku specifičnu težinu, odličnu krutost, visoku specifičnu čvrstoću, efektivnu apsorpciju vibracija i apsorpciju zvuka. S druge strane, materijali tipa kontinuiranih rupa ne samo da posjeduju gore navedene karakteristike, već pokazuju i dobru propusnost i ventilaciju. Zbog svojih strukturnih i funkcionalnih svojstava, porozni metalni materijali nalaze široku primenu u različitim oblastima, uključujući vazduhoplovstvo, transport, građevinarstvo, mašinstvo, elektrohemijsko inženjerstvo i inženjerstvo zaštite životne sredine.
Porozni materijali podvrgnuti prahu
Porozni materijal od žičane mreže
Porozni materijal od sinterovanih metalnih vlakana
-
Postoje različite klasifikacije metalnih poroznih materijala, uključujući porozne materijale sinterirane u prahu, porozne materijale sinterirane metalnim vlaknima, porozne materijale od žičane mreže i materijale od pjenastog metala. Među njima, prah sinterovani porozni materijali nastaju upotrebom metalnog ili legiranog praha kao sirovine. Proces uključuje formiranje praha u krutu strukturu i njegovo sinterovanje na visokim temperaturama. Ovo rezultira poroznim materijalom sa značajnim brojem međusobno povezanih ili polupovezanih pora. Struktura pora se formira slaganjem pravilnih i nepravilnih čestica praha, pri čemu veličina i distribucija pora i poroznost zavisi od sastava veličine čestica i procesa pripreme.
-
Uobičajeni materijali za praškasto sinterovane porozne materijale uključuju bronzu, nehrđajući čelik, željezo, nikal, titan, volfram, molibden i jedinjenja vatrostalnih metala. Tradicionalni procesi pripreme za ove materijale uključuju kompresijsko prešanje i sinterovanje, izostatičko prešanje, labavo sinterovanje, valjanje praha, ekstruziju za plastifikaciju praha i livenje kliznim slojem. Pored toga, nove tehnologije pripreme kao što su centrifugalno taloženje, brizganje, 3D štampa, lasersko brzo izrada prototipova i brza izrada prototipova elektronskim snopom nude alternativne metode za stvaranje prah sinterovanih poroznih materijala. -
Tehnologija centrifugalnog taloženja koristi poroznu metalnu cijev s velikim veličinama pora kao potpornu strukturu. Proces počinje pripremom metalnog praha, koji se zatim stavlja u potpornu cijev i podvrgava rotaciji velikom brzinom. Pod uticajem centrifugalne sile, čestice praha u suspenziji se grade i talože na unutrašnjem zidu potporne cevi, što rezultira gradijentom filmske strukture. Naknadno sušenje, sinterovanje i drugi tretmani daju poroznu membransku cijev. Ova tehnika je prikladna za proizvodnju mikroporoznih metalnih filmova korištenjem praha kao što su titan, legure titana, nehrđajući čelik, nikl i legure nikla. Koristeći submikronske i nano-razmjerne veličine čestica, moguće je stvoriti mikroporozne metalne filmove s odgovarajućim veličinama pora. -
Injekciono brizganje metala (MIM) je još jedna metoda za pripremu poroznih materijala sinterovanih u prahu. U ovom procesu, prah se miješa sa organskim vezivom i formira pomoću mašine za brizganje. Vezivo se zatim uklanja iz formiranog blanka, a dobijeni proizvod se sinteruje da bi se postigla željena konačna svojstva. MIM tehnologija nudi visoku preciznost, ujednačenu strukturu, odlične performanse i ekonomičnost, što je čini pogodnom za proizvodnju poroznih materijala od bronce, nerđajućeg čelika, titana, nikla i njihovih legura. -
Proces:
Tradicionalni procesi su kompresijsko prešanje i sinterovanje, izostatičko prešanje, labavo sinterovanje, valjanje praha, ekstruzija za plastifikaciju praha, livenje kliznim slojem itd.
bakarni filter
filter od nerđajućeg čelika
titanijum porozni lim
