تتكون المواد المعدنية المسامية من عدد كبير من الثقوب الاتجاهية أو العشوائية المنتشرة في جميع أنحاء المادة. وتختلف هذه الثقوب في القطر، حيث تتراوح من 2 ميكرومتر إلى 3 ملم. ويمكن أن يأخذ تصميم هذه الثقوب أشكالاً مختلفة، مثل أنواع الرغوة أو اللوتس أو قرص العسل. اعتمادًا على شكل الثقوب، يمكن تصنيف المواد المعدنية المسامية إلى فئتين: نوع الثقب المستقل ونوع الثقب المستمر.
يتميز نوع الثقب المستقل بالعديد من الخصائص المفيدة، بما في ذلك الثقل النوعي المنخفض، والصلابة الممتازة، والقوة النوعية العالية، وامتصاص الاهتزاز الفعال، وامتصاص الصوت. من ناحية أخرى، فإن المواد من نوع الثقب المستمر لا تمتلك الخصائص المذكورة أعلاه فحسب، بل تظهر أيضًا نفاذية وتهوية جيدة. نظرًا لخصائصها الهيكلية والوظيفية، تجد المواد المعدنية المسامية تطبيقات واسعة في مختلف المجالات، بما في ذلك الطيران والنقل وهندسة البناء والهندسة الميكانيكية والهندسة الكهروكيميائية وهندسة حماية البيئة.
مسحوق المواد المسامية Subtered
مادة شبكية مسامية
الألياف المعدنية الملبدة المواد المسامية
-
هناك تصنيفات مختلفة للمواد المعدنية المسامية، بما في ذلك المواد المسامية الملبدة بالمسحوق، والمواد المسامية الملبدة بالألياف المعدنية، والمواد المسامية للشبكات السلكية، والمواد المعدنية الرغوية. ومن بين هذه المواد، يتم إنشاء مسحوق المواد المسامية الملبدة باستخدام مسحوق المعدن أو السبائك كمواد خام. تتضمن العملية تشكيل المسحوق في هيكل صلب وتلبيده عند درجات حرارة عالية. وينتج عن ذلك مادة مسامية تحتوي على عدد كبير من المسام المترابطة أو شبه المتصلة. يتم تشكيل بنية المسام عن طريق تكديس جزيئات المسحوق المنتظمة وغير المنتظمة، مع حجم وتوزيع المسام والمسامية اعتمادًا على تكوين حجم الجسيمات وعملية التحضير.
-
تشمل المواد المستخدمة بشكل شائع للمواد المسامية الملبدة بالمسحوق البرونز والفولاذ المقاوم للصدأ والحديد والنيكل والتيتانيوم والتنغستن والموليبدينوم ومركبات المعادن المقاومة للحرارة. تشتمل عمليات التحضير التقليدية لهذه المواد على القولبة بالضغط والتلبيد، والضغط المتوازن، والتلبيد السائب، ولف المسحوق، وقذف المسحوق الملدن، والصب المنزلق. بالإضافة إلى ذلك، توفر تقنيات التحضير الجديدة مثل الترسيب بالطرد المركزي، والقولبة بالحقن، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والنماذج الأولية السريعة بالليزر، والنماذج الأولية السريعة لشعاع الإلكترون طرقًا بديلة لإنشاء مواد مسامية ملبدة بالمسحوق. -
تستخدم تقنية الترسيب بالطرد المركزي أنبوبًا معدنيًا مساميًا ذو مسام كبيرة الحجم كهيكل داعم. تبدأ العملية بتحضير ملاط مسحوق معدني، ثم يتم وضعه في أنبوب الدعم وإخضاعه لدوران عالي السرعة. تحت تأثير قوة الطرد المركزي، يتم تصنيف جزيئات المسحوق الموجودة في الملاط وترسبها على الجدار الداخلي لأنبوب الدعم، مما ينتج عنه هيكل فيلم متدرج. يؤدي التجفيف اللاحق، والتلبيد، وغيرها من المعالجات إلى إنتاج أنبوب ذو غشاء مسامي. هذه التقنية مناسبة لإنتاج أغشية معدنية صغيرة المسام باستخدام مساحيق مثل التيتانيوم وسبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل وسبائك النيكل. من خلال استخدام أحجام الجسيمات دون الميكرون والنانوية، من الممكن إنشاء أفلام معدنية صغيرة المسام بأحجام المسام المقابلة. -
يعد القولبة بالحقن المعدني (MIM) طريقة أخرى لتحضير المواد المسامية الملبدة بالمسحوق. في هذه العملية، يتم خلط المسحوق مع مادة رابطة عضوية ويتم تشكيله باستخدام آلة التشكيل بالحقن. يتم بعد ذلك إزالة الرابط من المادة الفارغة المشكلة، ويتم تلبيد المنتج الناتج لتحقيق الخصائص النهائية المطلوبة. توفر تقنية MIM دقة عالية، وهيكلًا موحدًا، وأداءً ممتازًا، وفعالية من حيث التكلفة، مما يجعلها مناسبة لتصنيع المواد المسامية من البرونز، والفولاذ المقاوم للصدأ، والتيتانيوم، والنيكل، وسبائكها. -
عملية:
العمليات التقليدية هي القولبة بالضغط والتلبيد، والضغط المتوازن، والتلبيد السائب، ولف المسحوق، وقذف المسحوق الملدن، والصب المنزلق، وما إلى ذلك.
مرشح النحاس
مرشح الفولاذ المقاوم للصدأ
ورقة مسامية من التيتانيوم
