Ứng dụng kim loại xốp làm vật liệu chức năng

BọtKim loạichủ yếu được ứng dụng làm vật liệu chức năng trong các lĩnh vực sau:

(1)Ắc quyVật liệu điện cực

Tận dụng trọng lượng nhẹ, năng lượng riêng cao và hiệu suất hấp thụ-chuyển đổi cao của bọt chì xốp, nó đóng vai trò là vật liệu lưới cho pin axit chì. Các vật liệu hoạt tính được phủ đồng đều bên trong các lỗ xốp của bọt chì để tạo ra các điện cực pin. Cấu trúc mạng lưới ba chiều của lưới bọt chì cải thiện sự phân phối dòng điện, giảm điện trở bên trong, tăng cường động học phản ứng và tăng dung lượng riêng và mật độ năng lượng. Bọt kim loại có độ xốp cao được sản xuất thông qua luyện kim bột đã được ứng dụng thành công trong pin nhiên liệu.

(2) Chất mang xúc tác

Kim loại bọt, với diện tích bề mặt riêng lớn, khả năng phục hồi cơ học và độ dẫn nhiệt, là chất mang xúc tác lý tưởng. Ví dụ, bùn chứa chất xúc tác được tẩm vào vật liệu chống ăn mònkim loại bọttấm, sau đó cán và xử lý ở nhiệt độ cao để đạt được liên kết mạnh. Thiết kế này đảm bảo tính ổn định của chất xúc tác ngay cả khi chịu nhiều cú sốc nhiệt. Các chất mang như vậy được sử dụng trong xử lý khí thải của nhà máy điện để giảm NOx.

(3) Bộ giảm âm

Bọt kim loại, bao gồm các bộ xương kim loại và lỗ rỗng, có khả năng hấp thụ âm thanh và giảm rung động tuyệt vời. Mức độ xốp cụ thể cho phép hấp thụ tần số mục tiêu.Nhôm bọtđược phát triển tại Nhật Bản, Hoa Kỳ và Đức đã được ứng dụng trong các hệ thống hàng hải, đường sắt và ô tô. Titan xốp, có mật độ thấp, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn, được sử dụng trong bộ giảm thanh khí thải của tua bin khí đòi hỏi độ bền và hiệu suất nhẹ.

(4) Lọc và tách

Bộ lọc kim loại bọt kết hợp tính thấm chất lỏng với khả năng giữ lại các hạt rắn. Bọt thép không gỉ và đồng được sử dụng rộng rãi để lọc chất rắn trong chất lỏng (ví dụ: nhiên liệu, polyme nóng chảy, huyền phù) và khí. Các ứng dụng bao gồm lọc dầu, chế biến polyme và lọc không khí.

(5) Bộ trao đổi nhiệt và bộ làm mát

Bọt hợp kim đồng hoặc nhôm, có diện tích bề mặt và độ dẫn nhiệt cao, được sử dụng trong ống dẫn nhiệt và bộ trao đổi nhiệt. Cấu trúc xốp của chúng tạo điều kiện truyền nhiệt hiệu quả khi chất lỏng đi qua. Làm mát thoát hơi nước tận dụng độ xốp của kim loại bọt: môi trường làm mát (lỏng/khí) tạo thành lớp ranh giới cách nhiệt ổn định, đạt được khả năng quản lý nhiệt đặc biệt. Bọt đồng có độ xốp cao đã được sử dụng trong ống dẫn nhiệt tiên tiến.

(6) Thiết bị chống cháy

Độ dẫn nhiệt cao và diện tích bề mặt của kim loại bọt cho phép ngăn chặn ngọn lửa. Được lắp đặt trong đường ống dẫn khí mê-tan/khí tự nhiên gần nguồn đánh lửa, chúng có hiệu quả ngăn chặn sự lan truyền ngọn lửa trong các sự cố cháy.

(7) Vật liệu y sinh

Tính tương thích sinh học của titan xốp làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng y tế, chẳng hạn như cấy ghép chỉnh hình (ví dụ, thân xương đùi titan xốp) và chân răng. Hợp kim vonfram-crom-niken được sử dụng trong van tim giả. Các ứng dụng bổ sung bao gồm hệ thống kiểm soát chất lỏng (ví dụ, bộ trễ tín hiệu trong tự động hóa), thiết bị lưu trữ/vận chuyển chất lỏng, máy phun, tấm chắn điện từ, lọc nước và hệ thống kiểm soát âm thanh.