Решение задач на тему: Металлические пены. Механизмы получения металлической пены

Введение

С развитием технологий обнаруживается все больше возможностей модификации традиционных материалов, например металла. Структура, состоящая из металла, и содержащая большое количество наполненных газом пор - называется металлической пеной. Как правило, примерно 75-95 процентов ее объема составляют пустоты. Материал обладает уникально малым весом - некоторые виды металлической пены настолько легки, что плавают на поверхности воды. При этом прочность такой пены в несколько раз превышает прочность традиционного металла.

О пористых металлах заговорили еще в 1990-х годах. Считалось, что отличительной чертой такого материала является низкая плотность: 0,4 - 1 грамм на кубический сантиметр.

Как и все в науке, металлическая пена подверглась совершенствованию. Недавно доктор Афсанех Рабией из университета Северной Каролины открыла самую прочную металлическую пену в мире.

Учёные многих стран уверенны, что металлическая пена - это материал будущего и благодаря своим уникальным свойствам найдёт огромное применение во всех сферах деятельности человека. Российской и белорусской действительности еще предстоит знакомство с металлической пеной: "Специалист испытательного центра "СПбГАСУ" Виктор Зверев отказался отвечать на вопрос: "Известно ли вам о новом материале-металлическая пена?", сказав лишь: "Такой материал нам не знаком и не проходил лицензирование". Выяснилось, что и на заводах царит пенометаллический нигилизм. Мнение инженеров разделилось. Одни удивляются изобретению, например, Вячеслав Коньков из "Металлиста": "Это что-то новое и очень интересное, вышлите мне по факсу информацию". Другие же скептически заявляют: "Вряд ли это самый прочный материал. Мы не используем никакую металлическую пену", - прокомментировал Юрий Филисов из компании "Петросталь". Вероятно, в будущем ситуация изменится. Но сейчас, к сожалению, многие белорусские и российские учёные не принимают этот материал и относятся к нему скептически. Поэтому я считаю данную тему актуальной.

Цель данной работы доказать, что металлическая пена - материал будущего, обладающий уникальными свойствами.

Исходя из данной цели перед нами возникают следующие задачи:

Изучить методы получения металлической пены;

Выявить свойства на примере специфических пен (пеноалюминий, пеноникель);

Рассмотреть применение в различных областях деятельности человека.

Разработать методики синтеза металлической пены

Для решения поставленных задач были использованы различные источники: на основе авторефератов диссертаций Ю.Н. Лисакова и Иванова Д.О. были раскрыты новые методы получение металлических пен. Так же были использованы статьи из научных журналов.

Новизна данной работы состоит в обобщении данных о металлических пенах, так как работ, посвящённых данной теме на русском языке немного.

Теоретическая и практическая значимость моего исследования состоит в том, что данный материал будет полезен для подготовки семинаров по теме "Металлические пены".

Оглавление

- Введение

- Механизмы получения металлической пены .1 Производство металлических пен из расплавов металлов

- Производство металлических пен из металлических порошков Глава 2. Свойства специфических металлических пен

- Пеноалюминий

- Пеноникель Глава 3. Применение металлических пен

- Заключение

- Список литературы

- Приложение

Заключение

Исходя из вышесказанного, подведём итоги: я считаю, что металлическую пену по праву можно считать материалом будущего, потому что именно благодаря своей пористости металлическая пена обладает уникальными свойствами: высокая удельная прочность, эффективное поглощение энергии удара, низкая звуко- и теплопроводимость, не поглощает влагу, к тому же не горюч и абсолютно не токсичен. Уникальные свойства пенометалла делают его пригодным для широкого диапазона применений. Среди них: теплообменники, пламепреградители, звукоизолирующие устройства, гомогенизаторы жидкостей и газов, электрофильтры, адсорберы, наполнители многослойных конструкций, имплантаты. В будущем металлическая пена может стать неотъемлемой частью машиностроения, а также использоваться в производстве металлокерамики. Безусловно, металлические пены будут активно применяться в космических технологиях, где минимизация массы имеет огромное значение. Недавнее открытие американских ученых может еще больше расширить сферу применения этого материала.

Проведён обзор методов получения металлической пены. Для синтезирования в лаборатории был выбран способ: осаждение метала на поверхности полиуретана. Так же была разработана методичка "Синтез металлической пены".

Однако остаётся ещё много белых пятен в изучении данной проблемы. Рассматривая дальнейшую перспективу изучения данной темы, следует обратить внимание на то, что ряд аспектов требуют более глубокого изучения.

Список литературы

.Korner С, Singer RF. Foaming Processes for Aluminum. Germany. 2002.Р.20

.Rabiei А, Vendrа L, Reese N, Young N, Neville ВР. Processing and characterization оf а new composite metal foam. 2005.р.369-374.

.Simanсik, F., Foamed aluminium - light structural and insulation material. Euromat. 1995

.Zhao Y.Y. Lost carbonate sintering process for manufacturing metal foams// Scripta Materialia.2005.№52.Р.295-298.

.Ashby М.F., Evans А.G., Fleck N.А., Gibson L.J.. Metal Foams: А Design Guide Metal Foams. Butterworth-Heinemann.2000, Р.263

.Богданова А. Металл будущего станет пористым. [Электронный ресурс] / А. Богданова -2010-. - Режим доступа: http://www.equipnet.ru/articles/other/other_556.html свободный. - Загл. с экрана.

.Бутарович Д.О., Смирнов А.А. Расчётное исследование механических свойств пеноалюминия // Материалы международной научно-технической конференции "Проектирование колесных машин", посвященной 70-летию кафедры "Колесные машины" МГТУ им. Н.Э. Баумана. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.

.Иванов Д.О. Исследование и разработка пеноалюминия, получаемого методом механического легирования из вторичного сырья : Автореферат диссертации кандидата технических наук. Москва. 2008,С.23

.Лисаков Ю.Н. Исследование и разработка технологии производства пеноникеля методами карбонильной металлургии: Автореферат диссертации кандидата технических наук. Санкт-Петербург.2005, С.21