что такое металлическая пена

Металлические пены способны экранировать различные типы излучений и даже останавливать бронебойные пули

Металлическая пена

Композитные металлические пены (CMF) являются достаточно прочными, чтобы остановить бронебойную пулю и при ударе превратить ее в пыль. Учитывая, что эти пенопласты легче металлической обшивки, материал имеет очевидные преимущества для создания новых типов кузова и автомобильной брони — и это только начало его потенциального использования, сообщает phys.org.

Эксперимент был проведен исследователями из университета Северной Каролины под руководством Авсане Рабиэйи, профессора авиа- и ракетостроения, который потратил годы на разработку и исследование необычных свойств CMF. Сам материал композитный пенометалл, в котором средний слой — пенометалл (поглотитель энергии из полых металлических шариков на металлической же подложке), а крайний слой изготовлен из керамики. На видео ученые выстрелили бронебойной пулей калибра 7,62 мм в изделие из данного композита и результат впечатляет:

«Мы смогли остановить пулю материалом толщиной менее 2,5 см, при этом углубление в месте попадания пули оказалось глубиной менее 8 мм. Для примера по стандартам Национального института юстиции броня считается хорошей, даже если после попадания в ней остается выемка в 44 мм», говорит Рабиэйи.

Также легкие композитные металлические пены эффективны при блокировании рентгеновских, гамма-лучей и нейтронного излучения. Полученные результаты означают, что металлические пены перспективны для использования в системах ядерной безопасности, космонавтике, а также могут найти применение в медицине.

Материал по своим свойствам оказался лучше, чем большинство других в плане защиты от рентгеновского излучения, хотя и не столь эффективным, как свинец.

«Тем не менее, мы работаем, изменяя состав металлической пены, чтобы она стала еще более эффективной, чем свинец в блокировании рентгеновских лучей, и первые полученные результаты весьма многообещающие», говорит Рабиэйи. «Наши пены не токсичны, а значит, проще в изготовлении и утилизации. Кроме того, необычные механические и тепловые свойства данных композитов и их возможности в поглощении энергии, делают этот материал хорошим кандидатом для применения в сфере ядерной энергетики».

Источник

Свойства металлической пены

Развитие современных технологий позволило модифицировать такой традиционный материал, как металл, что привело к появлению металлической пены – структуры, которая на 75-95% состоит из наполненных газом пор. При создании пены (пеноникеля) ученые ориентировались на особенности костной ткани – уникального биологического материала, который чрезвычайно устойчив к сжатию, сопротивлению и при этом может долго противостоять разрушению.

Пеноникель отличает удивительно малый вес – некоторые виды металлической пены способны плавать на поверхности воды. Пену можно обрабатывать, используя обычные техники, например, электроды сварочные, и применять в различных производственных отраслях. Металлическая пена отличается высокой механической прочностью, термической и химической стойкостью, развитой удельной поверхностью, низким гидравлическим сопротивлением и оптимальной жесткостью. Материал пластичен и технологичен, он легко поддается практически всем видам механической обработки, что позволяет производить из него изделия любой геометрической конфигурации.

Недавно ученые из Северной Каролины создали новый, сверхпрочный, вид металлической пены, которая имеет способность сжиматься до 80% от своего размера под воздействием веса, сохраняя при этом первоначальную форму и прочность. Детали из данного материала легко соединяет между собой как изолента хб, так и любые виды сварки. Эти особенности новой металлической пены позволят применять ее в самых разных сферах, но наиболее перспективным считается использование пены в машино- и автомобилестроении. Применение металлической пены в качестве элементов боковой и лобовой обшивки железнодорожных вагонов и кузовов автомобилей позволит максимально поглощать энергию ударов при столкновениях, что сделает транспорт практически полностью безопасным для людей.

Металл идеален для строительства зданий в сейсмоопасных регионах. Прочная и эластичная пена в конструкции будет предохранять строения от разрушений при толчках силой свыше 10 баллов. Также планируется активное применение металлической пены в ракетостроении и космических технологиях, то есть в сферах, где огромное значение имеет минимизация массы.

По материалам сайта www.kirelis.ru

Добавлено 27.07.2010; просмотров: 2481

Новые статьи раздела Рекламные статьи и обзоры

Источник

Металлическая пена

Металлическая пена.

Металлическая пена – металл ячеистой структуры, имеющий уникальные свойства, значительно отличающиеся от исходного материала – металла-основы.

Металлическая пена:

Металлическая пена – металл ячеистой структуры, имеющий уникальные свойства, значительно отличающиеся от исходного материала – металла-основы.

Существуют и другие способы получения вспененных металлов. Например, пропускать через металлический расплав горячий газ (воздух или инертные газы), а также с использованием других газовыделяющих реактивов.

Металлическая пена получается очень прочной и легкой. 75-95 % по объему в ней занимает пустое пространство. Металлическая пена получается как с открытыми, так и с закрытыми ячейками (порами). При открытых порах содержание воздуха по объему доходит до 98%. Поэтому вспененные металлы плавают в воде.

Металлическая пена сочетает в себе целый комплекс уникальных свойств, значительно отличающихся от исходного материала – металла-основы. Поэтому список отраслей, используемых металлическую пену, с каждым годом увеличивается

Преимущества и свойства металлической пены:

– более высокая температура плавления по сравнению с температурой плавления исходного сплава. Так, алюминий плавится при 660,32 °C. Пеноалюминий выдерживает температуру 1400 °С,

– переносят большие перепады температур за очень короткие промежутки времени,

– низкая плотность – 0,16-0,6 г/см3, а соответственно высокая легкость металлической пены,

– высокая удельная жесткость,

– низкая гидравлическая сопротивляемость,

– низкая теплопроводность,

– хорошее шумопоглощение,

– повышенная коррозионная стойкость,

– легко обрабатываются,

– легко склеиваются с другими материалами, например со стеклом, пластиками, фанерой,

– имеет красивый эстетический вид,

– хорошо поддается сварке,

– высокие демпфирующие свойства: способна гасить механические колебания, например, вибрацию, резонансные колебания,

– способна остановить бронебойную пулю,

– поддается поверхностной обработке: ковке, прокатке, штамповке. В итоге получаются готовые изделия и полуфабрикаты с идеальной ровной внешней поверхностью, неотличимой, если бы изделие было бы выполнено из цельного металла.

Данные характеристики объясняют мультифункциональность пенометаллов.

Источник

Алюминиевая пена

В последние годы в машиностроении и строительстве возрос интерес к изготовлению и применению инновационного материала — металлической пены. Основной причиной для этого стало развитие новых концепций легких и прочных конструкций в автомобилестроении и строительстве.

Первоначально потребность в пористых материалах с высокой жесткостью и низким удельным весом способствовала появлению искусственных материалов, изготовленных из ячеистых полимеров, керамики и стекла, имеющих хорошие демпфирующие и изоляционные свойства. Клеточный материал из металла может предложить более интересные перспективы в связи с сочетанием металлических свойств и особенностей пены.

В последние 40 лет было сделано много попыток для получения металлических пенных структур, однако они не были успешными из-за их относительно высокой стоимости и сложности технологии. Кроме того, несовершенная технология изготовления не позволяла достичь стабильно воспроизводимых свойств. Проблемы были связаны с низкой пенообразующей способностью расплавленного металла, получением различных размеров «клеточных» структур и усадкой при затвердевании. Однако в последнее время эти вопросы были решены при помощи обширных исследований, что привело к разработке новых технологий в производстве. Эти новые технологии вспенивания позволяют изготовить материал значительного более высокого качества. В частности, была успешно получена технология вспенивания алюминия.

Металлическая пена, особенно из алюминия, имеет большие перспективы для применения в промышленности. Вспененный металл имеет малый вес, хорошие теплоизоляционные и звукопоглощающие свойства, негорюч и нетоксичен. «Клеточная» структура материала поглощает вибрации, толчки и звуки исключительно хорошо, а низкий вес обеспечивает идеальную основу для облегченных конструкций. Вспененный алюминий может также обеспечить высокоэффективную защиту от электромагнитных волн. Низкая плотность — 0,3. 0,8 г/куб.см — позволяет алюминиевой пене плавать в воде (в случае закрытой пористости). Хотя на данный момент алюминиевая пена не производится в промышленных масштабах, опять-таки, из-за своей дороговизны, однако ожидается, что дальнейшее развитие технологии позволит широко ее применять. Ведь всем известно, что кость, благодаря свой пористой структуре, — один из наиболее прочных биологических материалов. Костная ткань стойка к сопротивлению и сжатию. Похожими на нее ученые решили сделать и металлические материалы будущего.

В течение последних десяти лет было разработано несколько технологий для производства металлических пен, но только некоторые из этих процессов подойдут для производства алюминиевой пены в промышленных масштабах:

а) введение газов напрямую в жидкий металл (рис. 1). В качестве добавок, увеличивающих вязкость расплавленного металла, вводятся SiC или Al2O3 (10-15%). Газ (воздух, азот или аргон) вводят в расплав с помощью вращающейся крыльчатки. Таким способом могут быть получены плиты из металлической пены значительных размеров (0,1х1х10 м). При этом пористость материала достигается 80. 97%. Алюминиевый пористый материал увеличивается примерно в 5 раз от первоначального объема.

б) технологический процесс Alporas Shinko Wire Co. Ltd. (Осака, Япония) с добавлением 1,5% кальция в алюминиевый расплав для регулирования вязкости (рис.2). Кальций вводится в расплавленный алюминий при 680 градусах и перемешивается в течение 6 минут. Полученный алюминиевый расплав заливают в литейные формы и перемешивают с добавкой сухого пенообразователя TiH2 с помощью вращающейся крыльчатки. Пенообразователь разлагается под влиянием тепла и водорода, увеличивая свой объем в течение 15 минут. Затем расплав охлаждается в форме с помощью вентиляторов и затвердевает в виде блока с пористостью 89. 93%. Литые блоки имеют размеры 450x2050x650 мм и весят 160 кг. Блоки разрезают на листы требуемой толщины.
в) другие процессы:

— «Газар-процесс» основан на различной растворимости водорода в зависимости от создаваемого давления. Металл расплавляют в автоклаве под высоким давлением, что позволяет внедрить большое количество водорода. Этот насыщенный расплав переливается в форму в автоклаве. После этого следует направленное затвердевание расплава при пониженном давлении, что вызывает выделение водорода и вспенивание. Достигаемая пористость имеет низкие значения — 5. 75%.

— Технологии Duocel и Cellmet работают на другом принципе. В качестве литейных форм используется полиуретановая пена, заполненная термостойким материалом. После нагревания полимер удаляется и расплавленный металл приобретает пористую структуру полиуретановой пены, заполняя прессформу. Пористость материала, как правило, в диапазоне 80. 97%. Этот процесс отличается от предыдущих тем, что металлическая пена получается с открытыми ячейками.

Благодаря своей ячеистой структуре пены ведут себя по-другому при механических испытаниях, по сравнению с обычными металлическими материалами. Поэтому традиционные методы испытаний не могут быть применены к металлической пене (к примеру, испытания на растяжение). Испытания с наиболее значимыми результатами — на степень сжатия. Типичная диаграмма для пен (рис.3) с открытыми и закрытыми порами имеет три характерные части. Вначале происходит линейный рост напряжения (1) при увеличении деформации, затем горизонтальный участок при постоянной нагрузке (2), и резкое увеличение деформаций в конце (3) в результате разрушения пористой структуры. Металлические пены ведут себя так же, как полиуретановые — с той разницей, что их прочность примерно в 30 раз выше при том же уровне пористости.

Как и в случае со сплошными металлами, пены также могут подвергаться термической обработке, но этот процесс гораздо сложнее из-за низкой теплопроводности пористой структуры. Закалку произвести трудно, потому что невозможно достичь равномерной скорости нагрева и охлаждения по всему объему материала. Вода не может быть использована в качестве закалочной среды, потому что ячейки пористой структуры могут разрушиться. Для закалки используется сжатый воздух, что приводит к снижению скорости охлаждения.

Поверхность вспененного металла также влияет на его свойства. Если пена испытывается со сплошной коркой после литья, то такой материал выдерживает более высокие напряжения. Причина этого заключается в том, что литая сплошная поверхность создает сэндвич-структуру композита, обладающую большей жесткостью. Алюминиевые сэндвич-панели изготавливаются из двух металлических плотных лицевых листов и сердцевины в виде металлической пены. Листы соединяются с алюминиевой пеной методом склеивания, пайки или диффузионной сваркой. Интересная концепция была разработана компанией Karmann (Германия) — сэндвич панели-AFS. Вспенивание алюминиевого наполняющего между двумя листами толщиной 1 мм происходит в печи, готовый «сэндвич» имеет толщину 8. 12 мм, при этом не требуется соединение пены и листов. Панели AFS на 50% легче и в 10 раз жестче, чем аналогичный стальной лист. По сравнению со сплошным алюминиевым листом, теплоизоляция «сэндвича» на 95% выше.

Идеальное сочетание всех этих свойств алюминиевых пен по схеме сэндвич-панелей делает материал AFS отличным вариантом для изготовления кузовов автомобилей. Из-за высокой прочности на кручение и жесткости можно уменьшить количество деталей, которые должны быть изготовлены для сборки для кузова автомобиля. Алюминиевая пена в случае аварии и лобового столкновения поглотит энергию удара и защитит пассажиров транспортного средства. Для этих целей из алюминиевой пены могут быть изготовлены крылья и лонжероны, стойки дверей автомобиля, багажник, капот и раздвижная крыша. Звукопоглощающие свойства пен можно использовать в моторном отсеке автомобиля для предотвращения передачи шума в пассажирский салон и окружающую среду.

Благодаря своему легкому весу алюминиевая пена может стать очень важным конструкционным материалом для аэрокосмической промышленности. Например, материалы из алюминиевой пены или сэндвич-панелей могут заменить дорогие сотовые конструкции. Это будет иметь ряд преимуществ, например, снижение затрат. Еще одним важным преимуществом является изотропность свойств таких панелей и отсутствие какого-либо клеевого соединения. Последнее могло бы помочь сохранить целостность конструкции в случае пожара. Однако, важным вопросом, который является предметом текущих исследований, является усталостная характеристика алюминиевой пены и сэндвич-панелей.

Легкость и «плавучесть» алюминиевой пены может применяться в судостроении. Морские суда не строятся большими сериями и не собираются из высоко стандартизованных частей. Поэтому алюминиевая пена или панели могут иметь большие преимущества. Условием их использования будет развитие
подходящих крепежных элементов и исследование коррозии алюминиевой пены в морской воде. Первые исследования пен с закрытым типом ячеек показали, что хлорид натрия влияет только на поверхностный слой алюминиевой пены, не вызывая структурных дефектов.

В строительстве зданий и сооружений есть хорошие возможности для применения алюминиевой пены, в основном из-за ее хорошего сопротивления проникновению огня и теплоизоляционным свойствам. Например, детали из пены или сэндвич-панелей могут быть использованы в качестве элементов наружных фасадов или настенных покрытий внутри зданий. В обоих случаях алюминиевая пена может служить энергосберегающим строительным материалом. Из алюминиевых панелей возможно изготовление облицовки в железнодорожные тоннелях под шоссе, мостами или внутри зданий в качестве звукопоглощающего материала.

Еще одна область применения алюминиевой пены — возведение легких конструктивных элементов, например, мобильных мостов. Алюминиевая пена может использоваться для уменьшения расхода энергии лифтов. Алюминиевые панели могут быть легко установлены без грузоподъемного оборудования.
Уникальные свойства алюминиевой пены имеют большой потенциал для дизайнеров бытовых предметов и мебели. Этот материал может быть использован для ламп, столов или предметов домашнего обихода и аксессуаров. Мебель, изготовленная из металлической пены, обладает легким весом, который может быть большим преимуществом в офисных помещениях или на ярмарках и выставках.
Алюминиевая пена может также служить в качестве материала для изготовления теплообменников, тепловых экранов, фильтров или носителей для катализаторов. Другой возможностью является использование в качестве материала для защиты от электромагнитных волн для потолков и стен помещений с электронным оборудованием.

Источник

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЕНА

Конструкторы давно мечтали о «легком металле», пла­вающем в воде. В настоящее в рюмя разработана и освое­на промышленностью технология пенометалла или, как его еще называют, «металлической пены».

В принципе процесс изготовления пенометалла прост. Жидкий металл пропускается через шнековое устройство, напоминающее мясорубку, при этом в него замешивается порошок гидрида титана. При определенной температу­ре, которая всегда выше температуры плавления метал­ла, гидрид разлагается, выделяется большое количество

Пузырьков водорода, вспенивающих жидкий металл. Вы­свободившийся при реакции титан «усваивается» алюми­нием или другим металлом, служащим основой. Вспенен­ная газированная масса быстро разливается в формы и застывает. Образуется ячеистый металл с объемной массой 0,16-0,6 г/см3. Поры в ячеистой массе в основном закрытые, поэтому вспененные металлы плавают в воде.

В качестве основы пенометаллов применяются, главным образом, алюминий, магний и их сплавы и дру­гие металлы: цинк, свинец, железо, медь, никель, сталь и сплавы этих металлов с магнием, титаном.

Хотя пенометаллы в своей основе являются металли­ческими, по свойствам они значительно отличаются от исходных металлов; это новые материалы.

Пенометаллы обладают целым комплексом превос­ходных свойств: объемная масса у них ниже, чем у древе­сины, а прочность значительно выше; они отлично по­глощают энергию удара, легко обрабатываются реза­нием, в них можно вбивать крепежные детали, склеивать их с другими материалами, например со стеклом, пласти­ками, фанерой. Металлические «пены» красивые, со своеобразным трехмерным декоративным рисунком, про­являют хорошие акустические свойства. Пенометаллы хо­рошо свариваются, имеют высокие демпфирующие свой­ства (от немецкого Dampfer-гаситель’, способность мате­риалов гасить механические колебания, например вибра­цию, или снижать резонансные колебания), повышенную коррозионную стойкость. Прочность изделия из металли­ческой пены значительно повышается при поверхностной обработке-прокатке, ковке, штамповке.

Металлические пены отличаются неожиданным и уди­вительным свойством-они не плавятся даже при темпе-: ратуре, соответствующей точке плавления исходного сплава. Так, технические сплавы алюминия плавятся при

ПЕНА МОРСКАЯ И РЕЧНАЯ

На берегах морей вдоль линии прибоя всегда можно в» деть валы пены. Откуда пена? Вспенивается морская вс да из-за присутствия в ней органических веществ с высо­кой поверхностной активностью-продуктов жизнедея­тельности морской …

ПЕНА МЕШАЕТ ПРОИЗВОДСТВУ НЕФТЯНОГО КОКСА

ПЕНА ВМЕСТО ОДЕЖДЫ

209 Одежда верхняя и нижняя, мужская, женская и для самых маленьких, рабочая и праздничная, для туристов и кос­монавтов, для зимовщиков в Арктике и пастухов в полу­пустыне, современная и прошедших веков-огромное …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Источник