Seminarski Rad- Savremeni Materijali

Seminarski rad Metalne Pjene

1. UVOD Priroda stvara ćelijaste materijale, kao npr. drvo, kamen, kost, koralj i sl. čija su svojstva optimalno prilagođena okolnim uvjetima. Metalne pjene su pokušaj oponašanja takvi takvi strukt struktura ura !a tenič teničke ke uvjete uvjete primje primjene ne "slika "slika 1#. Metaln Metalne e pjene pjene imaju imaju visoku visoku poro!nost od $% do &% ' što u! o(lik i veličinu ćelija ) otvorene, !atvorene, vrstu osnovnog materijala (itno određuje njiova svojstva. *vojstva se uglavnom reguliraju promjenom parametara pro+esa proi!vodnje, čime se primarno utječe na strukturu. Metalne pjene predstavljaju potpuno novu klasu metalni materijala, koja je još uvijek relativno nepo!nata u inenjerskoj primjeni. -ako su prvi patenti stari oko % godina, inten!ivna istraivanja metalni pjena !a industrijsku primjenu počela su unatrag 1%)tak godina. Osnovna svojstva su/ • • • •

niska gustoća "masa#, relativno visoka krutost "naročito kod sendvič konstruk+ija#, do(ra i!ola+ijska svojstva "!vuk, toplina#, negorivost i odlična apsorp+ija energije udara itd.

0



Slika 1. Prikaz strukture kosti (A) i metalne pjene (B)

1


2. PO*3UP4- P5O-6VOD789 Metalne pjene nastaju i! taljevine ili praa. *amo upjenjavanje materijala se uvijek događa i! tekuće :a!e tako da se i pra dovodi u rastaljeno stanje. -!vor plina je nuan preduvjet !a stvaranje pra!nina unutar rastaljenog metala. On moe (iti vanjski ili su u taljevinu dodaje raspršujući agens koji pospješuje upjenjavanje. *tvaranje pjene moe (iti trenutno ili odgođeno. U !adnjem redu su dani na!iv neki o(lika metalni pjena. Metalne pjene se mogu proi!vesti i! gotovo svi vrsta metala koji postoje u o(liku praa, no !(og ranog stadija istraivanja komer+ijalno su danas najčešće dostupne metalne pjene na (a!i aluminija "0l# i nikla "7i#. Po pose(noj narud(i se proi!vode i pjene na (a!i magne!ija "Mg#, olova "P(#, +inka "6n#, (akra "4u#, (ron+e, titana "3i#, čelika pa čak i !lata "0u#. * o(!irom na inten!ivnost proučavanja metalni pjena u naredni pet godina se očekuje povećanje vrsta ovi materijala na trištu. ;om(ina+ijom više metala moe se do(iti širok raspon svojstava, a također je moguće i konstruiranje materijala !a točno određeni proi!vod. Danas je po!nato devet načina proi!vodnje metalni pjena od koji je pet u komer+ijalnoj upora(i. *vi ti postup+i se dijele u četiri osnovna/ • • • •

pjena se :ormira i! parne :a!e pjena se :ormira elektrotaloenjem i! tekuće otopine pjena se :ormira u rastaljenoj :a!i pjena se :ormira u čvrstoj :a!i.

*vakom od ti devet postupaka se moe donekle utje+ati na o(lik, veličinu i stupanj otvorenosti ćelija, kao i na relativnu gustoću. U ovom radu se kratko opisuju samo komer+ijalni načini proi!vodnje metalni pjena. 2.1.

Ubrizgavanje plina u taljevinu

Metalna pjena se ne moe do(iti samo u(ri!gavanjem plina u rastaljeni metal, !ato što je sušenje metala oko ru(a mjeurića pre(r!o da (i pjena ostala sta(ilna do skrućivanja. 6(og toga se u taljevinu dodaju vrlo sitne, nerastvorljive česti+e koje povećavaju visko!nost aluminija, sprečavaju sušenje opne mjeurića i na taj način sta(ili!iraju pjenu. ;ao česti+e se najčešće ra(e *i4, 0l 2O<, 6rO2, MgO ili 3i 2 promjera %, =m do 2 =m. Volumni udio im najčešće i!nosi 1%' do 2% '. Prilikom unošenja ti česti+a u aluminij se koriste napredne tenike miješanja kako (i njiov raspored (io jednolik. Ovim postupkom se uglavnom upjenjuje aluminij !(og njegove niske gustoće i do(re otpornosti na oksida+iju. 7akon toga se u taljevinu upuuje plin pomoću pose(no konstruirani rotirajući u(ri!gavali+a i vi(rirajući raspršivača. 3ako se do(ivaju :ini jednoliki mjeurići raspršeni u taljevini. U ovom pro+esu se moe koristiti više vrsta plinova. 3o su !rak, 4O 2, O 2, inertni plinovi "npr. argon#, 72 pa čak i voda. Mješavina metala i mjeurića ispliva na površinu gdje se 2


metal suši. Vrijeme skrućivanja će ovisiti o toplinskom gradijentu. 3ako stvorena pjena i!la!i na površinu pomoću konvejerski remena. 7a taj se način do(ivaju aluminijske pjene gustoće od >& kg?m < do $% kg?m<, s porama promjera od < mm do 2 mm i de(ljinama stijenki % =m do @ =m. 7a veličinu ćelija se moe utje+ati protokom plina, (r!inom u(ri!gavali+e, :rekven+ijom vi(riranja raspršivača te ostalim parametrima.

Slika 2. Proces nastajanja metalne pjene ubrizgavanjem plina u taljevinu

Određeni pro(lemi se mogu pojaviti i !(og sila konvejerskog remena prilikom vučenja na površinu. Aelije se dijagonalno de:ormiraju što negativno utječe na meanička svojstva koja postaju i!otropna. Upjenjeni materijal se koristi ili s !atvorenom površinom ili se ree u odgovarajuće o(like. Prednost ovog pro+esa je u tome što je je:tiniji i što se mogu proi!voditi dijelovi veći dimen!ija, a loša strana je u tome što se re!anjem otvaraju ćelije i što je još uvijek ograničen samo na aluminij. 7a trištu su na ovaj način i!rađene pjene nala!e pod na!ivima BCdro?0l+an. Danas se ra!vijaju metode !a do(ivanje pjena ovom metodom (e! dodataka. Visko!nost se dri na niskoj ra!ini, tako da je u pro+esu tijekom u(ri!gavanja stalno prisutno lađenje, međutim takvi sustavi su još uvijek vrlo nesta(ilni.

2.2.

Plinom oslobođene čestice rastvorene u taljevini

3


U ovom pro+esu taljevini se dodaje agens !a pospješenje upjenjavanja. Pod utje+ajem povišene temperature on se raspada i tako tvori plin. U početnoj :a!i pro+esa, pri temperaturi tališta aluminija u rasponu od >% E4 do >&% E4, taljevini se dodaje oko 1,' 4a. 7akon nekoliko minuta vođenja pro+esa visko!nost se !natno povećava !(og spojeva 4aO, 4a0l2O$ ili intermetalnog 0l $4a. ;ao raspršujući agens se dodaje otprilike 1' do 2' 3iB 2 koji se i!nad temperature od $> E4 rastvara na 3i i plinoviti B 2. Mjeurići B2 stvaraju metalnu pjenu s !atvorenim ćelijama, ako je sušenje dovoljno sporo.

Slika 3. Proces nastajanja metalne pjene ALP!AS meto"om

2.3.

Plinom oslobođene čestice rastvorene u polučvrstoj fazi

7a samom početku pro+esa se miješa pra čistog metala ili legure te agens koji pospješuje pjenjenje. ;ao agens se najčešće ra(i 3iB 2. 7astala mješavina se !atim sa(ija u polupro!vod u o(liku šipke ili ploči+e. 3enike sa(ijanja u metalnu matri+u mogu (iti ra!ne/ neaksijalna ili i!ostatičko tlačenje, ekstrudiranje, valjanje praa itd. 3akav poluproi!vod mora (iti vrlo paljivo napravljen, jer početna poro!nost ili druge nepravilnosti u!rokuju lošije re!ultate u kasnijm :a!ama pro+esa. Poluproi!vod se ree na male komade i stavlja se u kalup gdje se !agrijava na temperaturu nešto višu od temperature solidusa legure. 0gens se raspada na 3i i plinoviti B 2 koji u!rokuje širenje i stvaranje visoko poro!nog materijala.

4


Slika #. Proces nastajanja metalne pjene $oaminal%Alulig&t meto"om

2.4.

Precizno lijevanje pomoću kalupa o voska ili polimera

Ovaj pro+es je ra!vila tvrtka 9rgaerospa+e i njime su proi!vedene sve 95F DUO49G metalne pjene. 3i materijali imaju strukturu s otvorenim ćelijama u o(liku duodekaedara. Fustoća im je < ' do % ' gustoće čvrsti metala, dok im je gustoća ćelija , 1%, 2% ili $% pora?in+u. 6a i!radu pjene se najčešće koriste aluminijske legure >1%1 i 0<>. 6a i!radu kalupa, u kojima se postupkom pre+i!nog lijevanja do(ivaju metalne pjene, mogu se ra(iti polimerne pjene s otvorenim ćelijama ra!ni veličina i o(lika. Prvo se oda(ire polimerna pjena odgovarajuće veličine ćelija i relativne gustoće. Ona se !atim prema!uje s keramičkim praom koji se suši i ugrađuje u lijevani pijesak. ;alup se !atim peče da (i kalupni materijal očvrsnuo, a polimerna pjena isparila te da (i se stvorio negativ o(lika pjene. *lijedeći korak je punjenje kalupa rastaljenom metalnom legurom koja se !atim ladi.

Slika '. Proces preciznog lijevanja metalne pjene s otvorenim elijama  *!+ ,-*L /eto"a

2.!.

"alo#enje metala na ćelijaste praoblike 5


Polimerne pjene s otvorenim ćelijama također mogu posluiti kao (a!a na koju se postupkom kemijskog taloenja i! parne :a!e "4VD# nanose metalni materijali evapora+ijom ili elektrotaloenjem. 7a početku -74O postupka polimerna pjena se stavlja u 4VD retortu u koju se !atim uvodi 7i"4O# $. 6agrijavanjem na temperaturu od oko 1%%E4 7i"4O#$ se raspada na čisti 7i i 4o. 7ikal se u parnoj :a!i taloi na polimerni materijal unutar retorte. 7akon što je naneseno nekoliko desetaka mikrometara metalne prevlake, polimerne pjene se uklanjaju i spaljuju in:ra+rvenim !agrijavanjem. *truktura ovako do(iveni metalni pjena je ćelijasta sa šupljikavim ve!ama. Fustoća takvi ve!a se moe povećati sinteriranjem.

Slika 0. Proces nastajanja ipjene s otvorenim elijama   meto"a

<. *VO8*3V0 M930G7-B P8970 6


-spitivanja metalni pjena su još u ra!voju i predstavljaju, !(og svoje kompleksnosti, pravi i!a!ov !a inenjere. 6(og svoje vrlo nepredvidive mikrostrukture, re!ultati, kod jednakog načina ispitivanja, često variraju i !a nekoliko desetaka ' što u primjeni smanjuje povjerenje u metalne pjene. Da (i re!ultati (ili što vjerodostojniji ispitivanja se provode po stroim reimima nego je to uo(ičajeno. U ovom radu se navode samo poda+i o meaničkim i nekim toplinskim svojstvima metalni pjena i to na osnovi 0l i 7i, dostupni na trištu "ta(li+a 2#.

ablica 14 zrazi za ra5unanje svojstava metalni& pjena

7apomena/ -ndeks HsH u o!na+i odnosi se na svojstva osnovnog materijala

7


ablica 24 6rije"nosti svojstava metalni& pjena

3.1.

$oeficijent toplinske voljivosti

3oplinska vodljivosti "I# naj(olje poka!uje i!ola+ijske sposo(nosti materijala. -! pretodne ta(li+e jasno je vidljivo kako vrijednost I varira od %,2 J?m; sve do 11 J?mk. udući da koe:i+ijent toplinske vodljivosti !a aluminij i!nosi 1%)22% J?m;, a !a nemetalne materijale pri(lino < J?m;, jasno je da metalne pjene mogu (iti vrlo do(ar i!olator. 3oplinska vodljivost aluminijski pjena je od @ pa čak i do 1%% puta manja od I čistog aluminija. Danas su ra!vijeni matematički modeli pomoću koji se sa dovoljnom pre+i!nošću moe i!računati minimalna i maksimalna vrijednost koe:i+ijenta toplinske vodljivosti. 7a prijenos topline utječe ni! :aktora kao što su/ mor:ologija ćelija, relativna gustoća, koe:i+ijent toplinske vodljivosti, emisivnost itd. 0luminijske pjene su otporne na temperature i do @% E4 na kojima se de:ormiraju tek ako su i!loene većim opterećenjima. 3o je još !animljivije kada se !na da je talište aluminija oko >% E4. Otpornost na visoku temperaturu se pripisuje sloju 0l 2O<.

3.2.

%atrootpornost 8


0luminijske pjene sa !atvorenim ćelijama su poka!ale i!nimnu vatrootpornost što se pripisuje već spomenutom 0l2O<. Do stradavanja moe doći i! više ra!loga tako da se u o(!ir u!ima i toplinska i strukturna vatrootpornost. Do toplinskog stradavanja dola!i kada pjena gu(i i!loa+ijski kapa+itet, a do strukturnog kada gu(i nosivost. 0lporas pjene su ispitane prema njemačkim standardima i proglašene negorivim. Mogu (iti i!loene temperaturama višim od >%%E4 !a ra!liku od PU pjena, koje se koriste u tračnim vo!ilima, koje se i!o(liče i ra!vijaju otrovne plinove. 3.3.

&vučna svojstva metalni' pjena

Do(ra !vučna svojstva očituju se u činjeni+i da metalne pjene apsor(iraju veliku količinu energije. ;ao što smo već napomenuli metalna pjena mora imati otvorene ili poluotvorene ćelije kako (i do(ro apsor(irala !vuk. -spitivanja su provođena na 0lporas pjeni sa !atvorenim ćelijama čije su stijenke ra!ličitim postup+ima ra!(ijane kako (i se omogućila +irkula+ija !raka kro! nji. 0psorp+ija !vuka moe se po(oljšati (ušenjem rupa promjera 1)2 mm u metalnoj pjeni. Prema poda+ima proi!vođača, prednosti 0lporas pjena u odnosu prema konkuretnoj staklenoj vuni kada se radi o a(sorp+iji (uke jesu/ •

• • •

staklena vuna nije dovoljno kruta tako da se mora usta(iliti sa metalnom armaturom što nije slučaj kod 0lporas pjenomK vlakna staklene vune mogu (iti uništena pod utje+ajem vi(ra+ija i vjetraK staklena vuna pod utje+ajem visoke temperature oslo(ađa otrovne plinoveK staklena vuna puno (re upija vlaguK

0lporas pjena se puno lakše montira !(og svoje vrlo male mase. 3.4.

Prigu(enje vibracija

Prigušenje je vrlo vano svojstvo dijelova konstruk+ija koji su tijekom eksploata+ije i!loeni vi(ra+ijama "npr. dijelovi strojeva !a pre+i!nu o(radu itd.#. Prin+ip ispitivanja je takav da se materijal i!loi vi(ra+ijama te se proučava ponašanje u re!onan+i nakon prestanka rada i!vora vi(ra+ije. ;ao i kod drugi ispitivanja i ovdje je pro(lem neomogena struktura u!oraka. 7a re!ultate utječe stupanj poro!nosti, veličina i o(lik ćelija, način o(rade u!orka itd. Pro+esi prigušenja u materijalu naj(olje su karakteri!irani (e!dimen!ionalnim koe:i+ijentom gu(itka L. 4ijena i!rade je još uvijek relativno visoka !(og nedorađenosti pro+esa proi!vodnje i !ato što se proi!vode manje količine. Vrlo je !animljivo da +ijena moe varirati od   pa čak i do 12%%%  po kilogramu materijala

$. *P080789 M930G7-B P8970 9


3re(a napomenuti da poro!na struktura !natno oteava spajanje metalni pjena, pa se primjenjuju pose(ne tenike spajanja. Ovdje se kratko opisuju tri osnovna načina spajanja/ • • • •

ljepljenjem, rastavljivim spojevima, !avarivanjem i lemljenjem.

)pajanje ljepljenjem

;ao ljepila se najčešće ra(e epoksidne smole. 7ajčešći pro(lemi su/ smanjenje toplinske sta(ilnosti i koe:i+ijenta širenja topline i povećanje toplinske ili električne i!ola+ije. Ova metoda spajanja se najčešće upotre(ljava kod stvaranja sandvič konstruk+ija s je!grom od metalne pjene. *astavljivi spojevi

5astavljivi spojevi metalni pjena se ostvaruju drvenim vij+ima ili metalnim umet+ima s ure!anim navojem. 0ko koristimo umetak, koji je najčešće od (akra, nuno je postići do(ro spajanje sa metalnom pjenom, 3o se moe postići korištenjem ljepila, umetanjem tijekom proi!vodnog pro+esa "rjeđe# ili korištenjem punila. ;ao punilo se koristi materijal koji se moe upjeniti i ima nie talište od metalne pjene u koju stavaljamo umetak. ;ad uloimo umetak i punilo, +ijeli sklop !agrijavamo. Prilikom !agrijavanja dola!i do upjenjavanja punila koje pove!uje umetak i osnovnu metalnu pjenu. Zavarivanje i lemljenje metalnih pjena

6avarivanje neporo!nog aluminija je oteano !(og tankog sloja oksida 0l 2O< na površini koji ima više talište od aluminija. 6ato se !avarivanje o(avlja u atmos:eri !aštitnog plina kako se sloj oksida ne (i o(novio. *amo !avarivanje se najčešće o(avlja laserom. Fustoća energije i!nosi 1% > J?+m2. Gaserska !raka je :okusirana !(og čega je !ona utje+aja topline puno ua nego kod drugi postupaka. 3o je kod metalni pjena vrlo (itno jer se smanjuje mogućnost kolapsa ćelijaste strukture. Do kolapsa dola!i !(og prelaska čvrste :a!e u tekuću, što se također moe spriječiti upora(om dodatnog materijala koji se na mjesto !avarivanja dodaje u o(liku šipke ili ploče. udući da se eli postići ćelijasta struktura !avara, primjenjuje se takav dodatni materijal koji se pod utje+ajem topline također pretvara u metalnu pjenu.

. U*PO59D0 *VO8*30V0 M930G7-B - POG-M957-B P8970 39 D5V0 10


;ako (i se novi o(lik materijala pro(io na trište, njegova svojstva u primjeni moraju (iti (olja od svojstava konkurirajući materijala. 8asno je da osim svojstava veliku vanost ima i +ijena materijala i troškovi proi!vodnje. *vojstva metalni pjena (it će uspoređena sa svojstvima polimerni pjena i drveta, koji imaju također ćelijastu strukturu. Polimerne pjene

Polimerne pjene su materijali s trodimen!ionalnim ćelijama koje tvore strukturu u o(liku saća. Ova vrsta pjena se najčešće radi na (a!i polipropilena, poliuretana, polistirena i polietilena. 0ko polimerna pjena ima otvorene ćelije ona je :leksi(ila i primjenjuje se uglavnom !a i!radu namještaja, a ako ima !atvorene ćelije ona je kruta i koristi se uglavnom kao toplinski i!olator. Uspored(ena svojstva metalni i p olimerni pjena jesu/ •

•

•

•

• •

•

gustoća "masa# polimerni pjena je i do desetak puta manja od gustoće metalni pjenaK metalne pjene imaju puno (olju meaničku otpornost, pose(no pri povišenim temperaturamaK polimerne pjene su i!loene maksimalnim temperaturama od oko 1%% E4, dok se metalne mogu koristiti čak i do temperature od @% E4. koe:i+ijent toplinske vodljivosti polimerni pjena i!nosi od %,%2 do %,12 J?m;, a kod metalni pjena od %,2 do 11 J?m;. -! toga se !aključuje kako polimerne pjene imaju nešto (olja toplinsko i!ola+ijska svojstvaK vatrootpornost metalni pjena je vrlo do(ra dok je kod polimerni pjena vrlo lošaK pro+esi i!rade polimerni pjena su puno (olje vođeni i kontrolirani jer su to (olje proučeni materijaliK metalne pjene su još uvijek puno skuplje.

Drvo

11


;ao što je po!nato drvo spada u skupinu prirodni materijala. Upravo !(og te činjeni+e drvo je (ilo naj!astupljeniji konstruk+ijski materijal u prošlosti. ;oristilo se uglavnom u graditeljstvu, !a i!radu namještaja, transportni sredstava itd. Prema poda+ima i! 1&&&. godine drvo je i danas najviše korišten inenjerski materijal u *0D i u količini od oko N1%& m<. Danas se ra!vija čitav ni! metoda !a !aštitu drva i produenja njegova vijeka trajanja u eksploata+iji. *vojstva drveta su ani!otropna što !nači da su ona neujednačena !(og njegove strukture. Uspored(a svojstava drva i metalni pjena je slijedeća/ •

•

•

• •

• •

drvo ima 1,)< puta veću gustoću od metalni pjena što !nači da će drvene konstruk+ije (iti teeK meanička svojstva, prije svega tlačna i vlačna čvrstoća, drveta su (olje kada opterećenje djeluje u smjeru vlakana. U slučaju kada su opterećenja okomita na smjer vlakana moemo reći da metalne pjene imaju (olja meanička svojstvaK metalne pjene su otporne do mnogo viši temperatura "do @% E4# od drva "do 1%% E4#K drvo je i!vrstan električni i toplinski i!olatorK vatrootpornost drveta je vrlo sla(a u odnosu na metalne pjene. Drvo je također podlono ra!ličitim agresivnim medijima i vlagi i! okoline koji u!rokuju (re propadanjeK drvo poka!uje i!ra!itu dimen!ijsku nesta(ilnostK na(ava i prerada drveta je puno je:tinija od pro+esa proi!vodnje metalni pjena što !nači da je i konačna +ijena proi!voda puno manja.

>. P5-M8970 M930G7-B P8970 12


;ao što je već rečeno primjena metalni pjena slijedi i! njiovi svojstava. udući da su metalne pjene relativno novi o(lik materijala njiova primjena još uvijek nije raširena, iako već i danas postoji nekoliko respekta(ilni proi!vođača ove vrste materijala. 7egativna strana metalni pjena je njiova visoka +ijena, no i to se i! dana u dan smanjuje. Moguća primjena metalni pjena je vrlo ra!novrsna i to (rojnim područjima, kao što su/ prijevo!na sredstva "automo(ili, vlakovi, tramvaji itd.#, (rodogradnja, !rakoplovna industrija, strojogradnja, građevinarstvo, aritektura "unutrašnje uređenje#, proi!vodnja namještaja, itd. 7ajveći dio primjena se odnosi na poluproi!vode u o(liku sendvič ploča.

ablica 34 /ogua primjena metalni& pjena

-straivanja su poka!ala kako je najveće !animanje !a metalne pjene poka!ala industrija transportni sredstava.

0

7

Slika 7. Primjena metalni& pjena u automobilu(087)

Metalne pjene se u autoindustriji uglavnom koriste kao je!gra sendvič konstruk+ija  dijelovi oplate i okvira. 3ime se masa automo(ila moe smanjiti !a 2% ' što predstavlja i !načajne uštede u potrošnji goriva. U! po!natu činjeni+u da metalne pjene imaju do(ra toplinska i !vučna i!ola+ijska svojstva te mogućnost prigušenja vi(ra+ija, jasno je da se 13


mogu primjeniti !a ra!dvajanja ka(ine vo!ila od područja motora. udući da aluminijske pjene imaju vrlo do(ru sposo(nost apsorp+ije udarne energije od nji se mogu i!rađivati i (rani+i koji povećavaju sigurnost putnika pri udar+ima. Primjer korištenja 0l)pjene !a i!radu (ranika prika!an je na sli+i . Osim u autoindustriji ovi materijali se koriste i u industriji tračni vo!ila, (rodova, !rakoplova i svemirski letjeli+a. Metalne pjene su najčešće je!gre sendvič poluproi!voda "slika @#.

Slika 9. Sen"vi5 poluproizvo"i o" metalni& pjena

Pose(no se ra!motraju mogućnost i!rade titanovi pjena i njiove primjene u !rakoplovnoj industriji. 3oplinska svojstva metalni pjena dosta ovise o njiovoj strukturi. 0ko pjena ima otvorene ćelije ona će do(ro provoditi toplinu, a ako se ćelije !atvorene ona je vrlo do(ar toplinski i!olator. Pjene sa otvorenim ćelijama, !(og svoje velike površine i do(re toplinske vodljivosti stijenki, do(ro provode toplinu i mogu se koristiti !a i!radu i!mjenjivača topline, ladnjaka itd. "slika &#.

&

1% Slika :. zmjenjiva5 topline napravljen

*lika 1%. Prigušivači !vuka od aluminijski spuvi od DUO49G 0l)pjene

Veliki omjer površina?volumen metalni pjena također omogućuje i!radu uređaja !a kontrolu protoka :luida kao što su npr. di:u!ori plina. Metalne pjene se mogu široko primjenjivati i u građevinarstvu. 3u do i!raaja dola!i njiova vrlo do(ra mogućnost apsorp+ije !vuka. -straivanja su poka!ala kako se (ušenjem provrta apsorp+ija metalni pjena dovodi na ra!inu staklene vune, materijala koji se uglavnom upotre(ljava u te svre. One također imaju (olja meanička i toplinska svojstva, a njiova krutost 14


osigurava lakšu montau. Pod utje+ajem vatre staklena vuna oslo(ađa otrovne plinove dok su metalne pjene vatrootporne. Od t!v. aluminijski spuvi i!rađuju se također ra!ni o(li+i prigušivača !vuka "slika 1%#. Osim toga od ove vrste materijala i!rađuju se i :ilteri koji slue !a odvajanje dviju tekućina ili !a odvajanje kruti česti+a od plinova ili tekućina. Današnji postup+i lijevanja omogućuju i!radu sloeni o(lika proi!voda od metalni pjena "slika 11#. Meanička svojstva mogu se optimi!irati ra!ličitim postup+ima toplinske o(rade legure od koje nastaje pjena, a također su moguća i modi:i+iranja površine.

Slika 11. Lijevani proizvo"i o" aluminijske pjene

Mala masa metalni pjena vrlo se do(ro koristi u industriji namještaja. Poro!na struktura ra!ličite teksture ima i!ra!ito !animljiva estetska svojstva. Osim toga komadi namještaja od pjena se lako prenose. 7iklene pjene se uglavnom koriste !a i!radu dijelova 7i4d i 7iMB (aterija koji se koriste u električnim alatima, video kamerama, mo(itelima itd. *endvič konstruk+ije sa je!grom od niklene pjene mogu se također koristiti !a i!radu i!mjenjivača topline.

. 60;G8U0; Metalne pjene i!u!etno !animljiv i primjenljiv konstruk+ijski i i!ola+ijski materijal. Primjena je ra!nolika !avaljujući do(rim svojstvima kao što su/ mala masa "teina#, visoka krutost "sendvič konstruk+ije#, do(ra !vučna i toplinska i!ola+ijska svojstva, negorivost, odlična apsorp+ija energije udara, itd. 7o, potre(no je naglasiti da osim ovi 15


prednosti postoje i određeni pro(lemi u kontroli i vođenju pro+esa proi!vodnje, što moe re!ultirati proi!vodima nepou!dane kvalitete s nepredvidljivom strukturom "ra!ličit o(lik i veličina ćelija#, a time ekspoata+ijskim svojstvima. 3akođer je potre(no voditi i računa o pro+esima !avršne o(rade, !(og ćelijaste strukture, kako ne (i došlo do oštećenja stijenki ćelija. 7edovoljno su po!nate i provjerene metode konstruk+ijskog o(likovanja i proračuna meaničke otpornosti, pose(no u uvjetima širenja pukotine. 7a trištu još ne postoji provjeren QknoR)oRS !a pojedine postupke proi!vodnje ) pro+esi, oprema ispitivanja. 4ijena materijala je !a neke o(like pjena i širu primjenu još prevelika, a troškovi investiranja u opremu su još visoki, naročito !a mala podu!eća.

@. G-39503U50 1. J. ;ra+, 3. DaTner, .F. 5ammerstor:er/ Metalli+ oams versus Buman ones, Pro+eedings o: te 9U5OM03 4on:eren+e, 5imini, 2%%%. 2. M.. 0s(C, 0. 9vans, 7.0. le+k, G.8. Fi(son, 8.J. But+inson, B.7.F. JadleC/ Metal oams ) 0 Design Fuide, utterRort Beinemann, 2%%%. <. 3. iletin/ Pregled ra!voja i primjene suvremeni materijala, BDM3, 6agre(, 2%%%. 16


$. G.8. Fi(son, M.. 0s(C/ 4ellular *olids, *tru+ture and Properties, 4am(ridge UniversitC Press, 1&&. . 8. anartK Metalls+ume, M-3 Verlag, remen, 1&&. >. RRR.:rauno:er.org?pd:?springnRsltr.pd: . RRR.iRu.:g.de?german?ge(iete?a(t%(auR?WeW(auteile.tm @. RRR.npl.+o.uk?npl?+mmt?metalW:oams?appli+ations.tml &. RRR.RileC)v+.de?+ontents?j+W22>>?2%%%?1@@Wa.pd:

&. *0D5X08 1.

UVOD.....................................................................................................................1

2.

PO*3UP4- P5O-6VOD789.................................................................................. 2 2.1.

U(ri!gavanje plina u taljevinu..................................................................... 2

2.2.

Plinom oslo(ođene česti+e rastvorene u taljevini....................................... $ 17


<.

2.<.

Plinom oslo(ođene česti+e rastvorene u polučvrstoj :a!i............................$

2.$.

Pre+i!no lijevanje pomoću kalupa od voska ili polimera............................. 

2..

3aloenje metala na ćelijaste prao(like...................................................... >

*VO8*3V0 M930G7-B P8970............................................................................  <.1.

;oe:i+ijent toplinske vodljivosti.................................................................... @

<.2.

Vatrootpornost............................................................................................. &

<.<.

6vučna svojstva metalni pjena.................................................................. &

<.$.

Prigušenje vi(ra+ija..................................................................................... &

$.

*P080789 M930G7-B P8970........................................................................... 1%

.

U*PO59D0 *VO8*30V0 M930G7-B - POG-M957-B P8970 39 D5V0...... 11

>.

P5-M8970 M930G7-B P8970 ......................................................................... 1<

.

60;G8U0; ....................................................................................................... 1>

@.

G-39503U50 ...................................................................................................... 1

18

Seminarski Rad- Savremeni Materijali

Recommend Documents