ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 255 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Синергетический подход к разработке легкого пористого металлического пеноматериала на основе алюминия с использованием литейно-металлургического метода Шиам Шарма a, Рахул Хатри b, Анураг Йоши с * Манипалский университет, Джайпур, Раджастан, 303007, Индия a https://orcid.org/0000-0002-1510-5871, shyamsunder.sharma@jaipur.manipal.edu; b https://orcid.org/0000-0003-1589-533X, rahul.khatri@jaipur.manipal.edu; с https://orcid.org/0000-0002-8231-9423, anuragjoshi355@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 4 с. 255–267 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-255-267 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 671.22 История статьи: Поступила: 04 сентября 2023 Рецензирование: 27 сентября 2023 Принята к печати: 12 ноября 2023 Доступно онлайн: 15 декабря 2023 Ключевые слова: Металлическая пена Литейно-металлургический метод Пористая пена Легкий материал АННОТАЦИЯ Введение. Представлен синергетический подход к разработке легкого алюминиевого металлического пенопласта литейно-металлургическим методом и протестированы различные механические свойства и микроструктура. Цель данного исследования обусловлена постоянным промышленным спросом на легкие материалы и возросшим исследовательским интересом к пористым подложкам главным образом из-за их уникальных свойств. Материалы и методы. Для создания металлической алюминиевой пены использовали литейно-металлургический метод, заключавшийся во введении в расплав алюминия карбоната кальция в качестве вспенивающего агента с последующим вспениванием для достижения желаемой взаимосвязанной пористой микромасштабной среды в рамках подложки из металлической пены. Результаты и обсуждение. В качестве результатов заявлен комплекс физических свойств, таких как объемная плотность (1,8 г/см3), относительная плотность (0,67 г/см3) и пористость (30 %) разработанных металлопен на основе алюминия. Разработанная металлическая пена имеет соотношение прочности и веса на 67 % выше, чем у основного материала. Кроме того, результаты автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии разработанной металлической пены подтверждают наличие структуры порового пространства с размером пор от 0,075 до 1,43 мм. Энергодисперсионная спектроскопия подтвердила наличие желаемых элементов с минимальным загрязнением в разработанных подложках из алюминиевой пены. Металлопена демонстрирует более высокую прочность на сжатие (607 кН) по сравнению с основным металлом (497 кН). Механические характеристики разработанной подложки из металлопены (твердость, прочность на сжатие и энергия удара) имеют ожидаемые значения по сравнению с основным материалом. В целом разработанная подложка из алюминиевой пены открыла многообещающий путь к разработке высокоэффективной легкой металлической пены для изготовления демпфирующих элементов и использования в акустике. Для цитирования: Шарма Ш.С., Хатри Р., Йоши А. Синергетический подход к разработке легкого пористого металлического пеноматериала на основе алюминия с использованием литейно-металлургического метода // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 4. – С. 255–267. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-255-267. ______ *Адрес для переписки Йоши Анураг, к.т.н., доцент Манипалский университет, Джайпур, 303007, Раджастан, Индия Тел.: +91-9772844555, e-mail: anuragjoshi355@gmail.com Введение Природные материалы с ячеистой структурой, такие как дерево, кости, пемза и структура листьев, исторически находили применение благодаря своим уникальным свойствам. Полимерный вспененный материал, который еще называют искусственной пеной, имеет широкое применение и придает объекту уникальную структуру. Он также используется в качестве защитного кожуха в различном оборудовании, таком как велосипедные шлемы, корпуса холодильников и др. [1]. Уникальные свойства природных ячеистых материалов побудили исследователей разработать металлическую пену. О первом металлическом вспененном материале сообщил де Меллер в 1925 году, но многие авторы ссылались на патент, датированный периодом с 1960 по 1970 год [2]. 2D-сотовая структура обладает многими механическими свойствами металлической пены. По сравнению с металлической пеной сотовые конструкции имеют простую структуру, хотя и весьма аналогичную; стоимость производства металлической пены
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1