Kovové porézní materiály se skládají z mnoha směrových nebo náhodných otvorů rozptýlených v materiálu. Tyto otvory se liší v průměru, v rozmezí od 2 mikrometrů do 3 milimetrů. Konstrukce těchto otvorů může mít různé formy, jako jsou pěnové, lotosové nebo voštinové typy. V závislosti na tvaru otvorů lze porézní kovové materiály rozdělit do dvou kategorií: typ s nezávislým otvorem a typ s průběžným otvorem.
Nezávislý typ otvoru má několik výhodných vlastností, včetně nízké specifické hmotnosti, vynikající tuhosti, vysoké specifické pevnosti, účinného pohlcování vibrací a pohlcování zvuku. Na druhé straně materiály typu s kontinuálními otvory nejenže mají výše uvedené charakteristiky, ale také vykazují dobrou propustnost a ventilaci. Díky svým strukturním a funkčním vlastnostem nacházejí porézní kovové materiály široké uplatnění v různých oblastech, včetně letectví, dopravy, stavebního inženýrství, strojírenství, elektrochemického inženýrství a techniky ochrany životního prostředí.
Práškové porézní materiály
Porézní materiál z drátěného pletiva
Slinutý porézní materiál z kovových vláken
-
Existují různé klasifikace kovových porézních materiálů, včetně práškových slinutých porézních materiálů, porézních materiálů slinutých kovovými vlákny, porézních materiálů z drátěného pletiva a pěnových kovových materiálů. Mezi nimi jsou práškové slinuté porézní materiály vytvořeny využitím kovového nebo slitinového prášku jako suroviny. Proces zahrnuje tvarování prášku do tuhé struktury a jeho spékání při vysokých teplotách. Výsledkem je porézní materiál s významným počtem vzájemně propojených nebo polospojených pórů. Struktura pórů je tvořena vrstvením pravidelných a nepravidelných částic prášku, přičemž velikost a distribuce pórů a poréznost závisí na složení velikosti částic a procesu přípravy.
-
Běžně používané materiály pro práškově slinuté porézní materiály zahrnují bronz, nerezovou ocel, železo, nikl, titan, wolfram, molybden a žáruvzdorné kovové sloučeniny. Tradiční procesy přípravy těchto materiálů zahrnují lisování a slinování, izostatické lisování, volné slinování, válcování prášku, vytlačování plastifikací prášku a lití do licí hmoty. Nové technologie přípravy, jako je odstředivé nanášení, vstřikování, 3D tisk, laserové rychlé prototypování a rychlé prototypování elektronovým paprskem, navíc nabízejí alternativní metody pro vytváření práškových slinutých porézních materiálů. -
Technologie odstředivého nanášení využívá jako nosnou strukturu porézní kovovou trubici s velkými póry. Proces začíná přípravou suspenze kovového prášku, která se poté umístí do nosné trubky a podrobí se vysokorychlostní rotaci. Vlivem odstředivé síly jsou částice prášku v suspenzi tříděny a ukládány na vnitřní stěnu nosné trubky, což má za následek gradientní filmovou strukturu. Následné sušení, slinování a další úpravy poskytují trubici s porézní membránou. Tato technika je vhodná pro výrobu mikroporézních kovových filmů za použití prášků, jako je titan, slitiny titanu, nerezová ocel, nikl a slitiny niklu. Použitím submikronových a nanorozměrových velikostí částic je možné vytvořit mikroporézní kovové filmy s odpovídající velikostí pórů. -
Vstřikování kovů (MIM) je další metodou pro přípravu práškově slinutých porézních materiálů. Při tomto procesu se prášek smíchá s organickým pojivem a vytvoří se pomocí vstřikovacího stroje. Poté se z vytvořeného polotovaru odstraní pojivo a výsledný produkt se slinuje pro dosažení požadovaných konečných vlastností. Technologie MIM nabízí vysokou přesnost, jednotnou strukturu, vynikající výkon a hospodárnost, díky čemuž je vhodná pro výrobu porézních materiálů z bronzu, nerezové oceli, titanu, niklu a jejich slitin. -
Proces:
Tradičními procesy jsou lisování a slinování, izostatické lisování, volné slinování, válcování prášku, vytlačování změkčování prášku, lití do skluzu atd.
měděný filtr
nerezový filtr
titanový porézní plech
