Применение вспененных металлов в качестве функциональных материалов

МылоМеталлs в основном применяются как функциональные материалы в следующих областях:

(1)АккумуляторМатериалы электродов

Используя легкий вес, высокую удельную энергию и высокую эффективность поглощения-преобразования пористой свинцовой пены, она служит в качестве материала сетки для свинцово-кислотных аккумуляторов. Активные материалы равномерно покрываются в порах свинцовой пены для создания электродов аккумулятора. Трехмерная сетевая структура сеток свинцовой пены улучшает распределение тока, снижает внутреннее сопротивление, усиливает кинетику реакции и увеличивает удельную емкость и плотность энергии. Высокопористые металлические пены, полученные методом порошковой металлургии, успешно применяются в топливных элементах.

(2) Носители катализатора

Пенные металлы с их большой удельной поверхностью, механической прочностью и теплопроводностью являются идеальными носителями катализаторов. Например, каталитическая суспензия пропитывается в коррозионно-стойкиепенопластовый металлЛисты с последующей прокаткой и высокотемпературной обработкой для достижения прочного сцепления. Такая конструкция обеспечивает стабильность катализатора даже при многократных термических ударах. Такие носители используются в очистке выхлопных газов электростанций для снижения выбросов NOx.

(3) Акустические демпферы

Металлические пены, состоящие из металлических скелетов и пор, демонстрируют превосходное поглощение звука и гашение вибрации. Определенные уровни пористости обеспечивают целевое поглощение частоты.ПеноалюминийРазработанный в Японии, США и Германии, он применяется в морских, железнодорожных и автомобильных системах. Пористый титан с низкой плотностью, термостойкостью и коррозионной стойкостью используется в глушителях выхлопных газов газовых турбин, требующих долговечности и легкости.

(4) Фильтрация и разделение

Фильтры из вспененного металла сочетают в себе проницаемость для жидкости с удержанием твердых частиц. Нержавеющая сталь и медные пены широко используются для фильтрации твердых частиц в жидкостях (например, топливах, расплавах полимеров, суспензиях) и газах. Области применения включают нефтепереработку, обработку полимеров и очистку воздуха.

(5) Теплообменники и охладители

Пены из медного или алюминиевого сплава, характеризующиеся высокой площадью поверхности и теплопроводностью, используются в тепловых трубках и теплообменниках. Их пористая структура способствует эффективной передаче тепла при прохождении жидкостей. Охлаждение испарением использует пористость пенопластов: охлаждающая среда (жидкость/газ) образует стабильный изолирующий пограничный слой, что обеспечивает исключительное управление температурой. Высокопористые медные пены уже используются в современных тепловых трубках.

(6) Пламегасители

Высокая теплопроводность и площадь поверхности пенных металлов обеспечивают подавление пламени. Установленные в трубопроводах метана/природного газа вблизи источников возгорания, они эффективно блокируют распространение пламени во время инцидентов с возгоранием.

(7) Биомедицинские материалы

Биосовместимость пористого титана делает его пригодным для медицинских применений, таких как ортопедические имплантаты (например, пористые титановые бедренные стержни) и корни зубов. Композиты из вольфрамо-хромо-никелевого сплава используются в протезах сердечных клапанов. Дополнительные области применения включают системы управления жидкостью (например, замедлители сигнала в автоматизации), устройства хранения/транспортировки жидкости, распылители, электромагнитное экранирование, очистку воды и системы акустического контроля.