Bọt kim loại: Một vật liệu kim loại mới vừa “chắc” vừa “nhẹ”.

Kim loạiBọtcó cấu trúc độc đáo, kết hợp các đặc tính của kim loại và các tính chất chức năng của vật liệu xốp. Bọt kim loại thuộc về vật liệu kim loại xốp, độ xốp bên trong có thể cao tới 90% trở lên, hình dạng giống như "bọt" hoặc "tổ ong", phá vỡ khái niệm truyền thống về cấu trúc dày đặc của kim loại, cả đặc tính "mạnh" của kim loại và đặc tính "nhẹ" của bong bóng, là một sự tích hợp cấu trúc-chức năng mới của vật liệu kim loại. "Nó phá vỡ khái niệm truyền thống về cấu trúc dày đặc của kim loại và có cả đặc tính của kim loại và bong bóng, đây là một loại vật liệu kim loại mới với sự tích hợp cấu trúc-chức năng. Do cấu trúc độc đáo của nó, kim loại bọt không chỉ giữ lại độ dẫn điện, độ dẻo, khả năng hàn và các đặc tính khác của vật liệu kim loại cơ bản mà còn có các đặc tính chức năng của vật liệu xốp, chẳng hạn như hấp thụ năng lượng và giảm chấn động, giảm tiếng ồn, che chắn điện từ, độ thấm khí và độ thấm nước, đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong lĩnh vực khoa học vật liệu trong và ngoài nước và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và hóa dầu.

Những cách chính để phân loại bọt kim loại là:
(1) Theo kích thước đường kính lỗ rỗng và độ xốp: đường kính lỗ rỗng nhỏ hơn 0,3mm, độ xốp từ 45% đến 90%, gọi là kim loại xốp; đường kính lỗ rỗng từ 0,5-6mm, độ xốp lớn hơn 90%, gọi là bọt kim loại;
(2) Theo cấu trúc lỗ rỗng: chia thành cấu trúc xuyên lỗ rỗng và cấu trúc lỗ rỗng kín;
(3) Theo quy trình chế tạo: ban đầu chế tạo bằng phương pháp tạo bọt gọi là kim loại bọt, sau đó phát triển đúc thấm và các phương pháp chế tạo khác cũng gọi là kim loại thông gió;
(4) Theo loại ma trận: bọt nhôm, bọt niken, bọt đồng, v.v. Quy trình chuẩn bị, phương pháp chuẩn bị truyền thống để có được bọt kim loại chủ yếu là cấu trúc lỗ rỗng không đều phức tạp và in 3D có thể kiểm soát chính xác cấu trúc lỗ rỗng, về mặt độ chính xác để trao quyền cho bọt kim loại mở rộng các tình huống ứng dụng, chẳng hạn như titan xốp trong y tế, dụng cụ chính xác và các lĩnh vực khác để lấp đầy khoảng trống ứng dụng kim loại bọt.

Vật liệu tích hợp cấu trúc-chức năng, triển vọng ứng dụng bọt kim loại rộng rãi
Bọt kim loại tích hợp cấu trúc và chức năng: là vật liệu kết cấu, bọt kim loại có đặc điểm là trọng lượng nhẹ và cường độ riêng cao; là vật liệu chức năng, bọt kim loại có nhiều tính chất vật lýSicCác tính chất như xốp, giảm rung, giảm chấn, hấp thụ âm thanh, cách âm, tản nhiệt, hấp thụ sốc, che chắn điện từ, v.v. Với các tính chất độc đáo của mình, bọt kim loại đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp và lĩnh vực công nghệ cao:
(1) Sử dụng đặc tính nhẹ và độ bền riêng cao, được dùng để chế tạo các thiết bị nổi trên mặt nước, dụng cụ thể thao (như xe trượt tuyết, v.v.) và các bộ phận tương ứng của phương tiện hàng không vũ trụ;
(2) Sử dụng vật liệu xốp, kết hợp với sản xuất các bộ lọc hóa học, để làm sạch nước sử dụng trong bộ xử lý khí hóa, tự động nạp nhiên liệu cho ổ trục dầu, đồ trang trí có mùi thơm, v.v.;
(3) sử dụng giảm chấn rung động, hiệu suất giảm chấn, với sản phẩm của nó như một bộ đệm, bộ hấp thụ rung động, chẳng hạn như bánh đáp của tàu vũ trụ, đệm an toàn truyền động thang máy và nhiều loại hộp, đặc biệt là hộp vận chuyển hàng không, giường máy công cụ, đế, vòng giảm chấn, v.v.;
(4) Nhờ khả năng che chắn điện từ, trọng lượng nhẹ và khả năng hấp thụ âm thanh tuyệt vời, tính chất cách âm, đã được sử dụng để làm tấm cách âm, vỏ thiết bị điện tử và kết cấu phòng che chắn điện trong ngành xây dựng.

Trong các vật liệu cụ thể, bọt kim loại được sử dụng rộng rãi trong nhôm, niken, đồng và các hợp kim của nó, các đặc điểm chính của các vật liệu nền khác nhau và các lĩnh vực ứng dụng khác nhau.
(1) Bọt nhôm: Là vật liệu kim loại bọt được phát triển sớm nhất, ưu điểm chính của bọt nhôm nằm ở trọng lượng nhẹ, cách nhiệt, cách âm, che chắn điện từ, hấp thụ năng lượng va chạm, v.v., được sử dụng trong lớp bảo vệ va chạm của tên lửa, máy bay và các bộ phận tái chế của chúng, đồng thời cũng được sử dụng trong các lĩnh vực đệm ô tô, thiết bị giảm chấn động cơ học và điện tử, vỏ chắn sóng điện từ của nguồn điện trong xung, v.v.;
(2) Bọt niken: với cấu trúc lỗ rỗng liên kết và độ xốp cao, bọt niken có khả năng thông gió cao, diện tích bề mặt lớn và lực mao dẫn, trong khi khả năng chống ăn mòn có những ưu điểm đáng kể, thường được sử dụng trong sản xuất bộ lọc chất lỏng, bộ chuyển đổi xúc tác, bộ phun sương và tấm điện cực pin và bộ trao đổi nhiệt;
(3) Bọt đồng: bọt đồng có độ dẫn điện và độ dẻo tốt, có tiềm năng đáng kể trong việc chế tạo vật liệu điện cực âm (chất mang) của pin, chất mang xúc tác và vật liệu che chắn điện từ.