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Artigo de método

Fundição protocolos para a Produção de Abra a pilha de alumínio Espumas pela técnica de replicação e o Efeito da porosidade

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DOI:

10.3791/52268

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11 de dezembro de 2014

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Neste artigo

Aviso de errata

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Resumo

A replicação é uma das técnicas de processamento utilizadas para a produção de esponjas metálicas porosas. Neste artigo, uma implementação do método para a produção de alumínio poroso de células abertas é mostrada em detalhes.

Resumo

Espumas metálicas são materiais interessantes, tanto uma compreensão fundamental e aplicações práticas ponto de vista. Utilizações têm sido propostos, e em muitos casos validado experimentalmente, por peso luz ou energia de impacto de estruturas absorventes, como permutadores de calor de superfície elevadas ou área de eléctrodos, como implantes para o corpo, e muitos mais. Apesar de grandes progressos feitos na compreensão suas relações estrutura-propriedades, o grande número de técnicas de processamento diferentes, cada material de produção com diferentes características e estrutura, significa que a compreensão dos efeitos individuais de todos os aspectos da estrutura não é completa. O processo de replicação, onde o metal fundido é infiltrada entre os grãos de um material pré-forma amovível, permite que um marcadamente elevado grau de controlo e tem sido usado com bons resultados para elucidar alguns destes relacionamentos. No entanto, o processo tem muitas etapas que são dependentes indivíduo "know-how", eeste trabalho tem como objetivo fornecer uma descrição detalhada de todas as fases de uma concretização deste método de processamento, utilizando materiais e equipamentos que seria relativamente fácil de configurar em um ambiente de pesquisa. O objetivo deste protocolo e suas variantes é produzir espumas metálicas de uma forma eficaz e simples, dando a possibilidade de adaptar os resultados das amostras, modificando certas etapas dentro do processo. Seguindo este, as espumas de célula aberta de alumínio, com dimensões de poros de 1-2,36 mm de diâmetro e 61% a 77% de porosidade pode ser obtido.

Introdução

Espumas metálicas têm atraído uma grande quantidade de interesse e esforço de pesquisa nos últimos anos, como o demonstra o grande corpo de trabalho citado em ampla revisão de artigos, tais como Banhart 1, Conde et al. 2 ou mais recentemente Goodall e Mortensen 3. Entre os métodos utilizados para a produção do material, o processo de replicação se distingue pela sua simplicidade experimental e o grau de controle sobre a estrutura da espuma final que pode ser oferecido. Deve notar-se que, embora na literatura tais materiais são geralmente descritos como espumas (e aqui), como eles não são produzidos por bolhas de gás dentro de....

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Protocolo

NOTA: As instruções abaixo são para protocolo A (Figura 1). Modificações para Protocolo B, C, e D estão indicadas.

1. Aluminum Bar Preparação

  1. Coloque um pedaço grande (500 g - 1 kg) de pureza comercial lingote de alumínio em um cadinho.
  2. Colocar o cadinho num forno a 800 ° C durante cerca de 1 hora, até fundir.
  3. Tirar o cadinho do forno e despeje o alumínio fundido no interior de um molde cilíndrico que é de 50 mm de diâmetro, ligeiramente menor que o diâmetro final da câmara a ser utilizados para a infiltração (51 mm) dando uma folga de cerca de ½ mm.
  4. Aguarde 1 hora para o bar para ....

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Resultados

Na Figura 4, a morfologia dos grãos de NaCl pode ser visto (angular e esférica), para fins ilustrativos. As espumas obtidas com o Protocolo A foram feitas com grãos em forma angular e os outros foram feitos com os grãos esféricos. Verificou-se que o uso de forma diferente grãos de NaCl não teve nenhum efeito observado sobre a porosidade obtida nas amostras.

A partir dos resultados pode-se determinar que as amostras a, b, e c (feito com o protocolo A), são, em média, 63% de p.......

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Discussão

O método básico aqui descrito foi usado em diferentes formas por outros investigadores. Algumas das variantes fundamentais que permitem que as espumas de diferentes tipos de ser criado são discutidos. Ao caracterizar estas espumas medimos a porosidade, pois esta é uma avaliação rápida e fácil de fazer, mas a caracterização de outras características estruturais, tais como o tamanho dos poros, área superficial específica ou escorar espessura pode ser necessária para se obter um entendimento completo de características da .......

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Divulgações

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Agradecimentos

O autor correspondente gostaria de reconhecer Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia CONACYT do Governo do México para a prestação de uma bolsa de estudos.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
SalHydrosoftSal Granular 25 kg 855754http://www.travisperkins.co.uk/p/hydrosoft-granular-salt-25kg/855754/3893446
AlumínioWilliam RowlandLingotes de Alumínio 99.87% puro 25  cadinho de http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-1 de tambor de kg
CadinhoSyncarbMorganhttp://www.morganmms.com/crucibles-foundry-products/crucibles/syncarb/
FornoElite Thermal SystemsTLCF10 / 27-3216CP e 2116 O / Thttp://www.elitefurnaces.com/eng/products/furnaces/1200%20Top%20Loading%20Furnaces.php
Moldede Barra A Universidade de SheffieldFeito Sob MedidaAço Inoxidável 304, 15  cm de altura, 5  cm de diâmetro interno, 6  cm de diâmetro externo
Serra de fitaClarkeCBS45MD (6" x 4 1/2") 370W 060710025http://www.machinemart.co.uk/shop/product/details/cbs45md-41-2in-x-6in-metal-cutting-ban
Lixa WickesSpecialist lixa úmida e seca 501885http://www.wickes.co.uk/Specialist-Wet+Dry-Sandpaper-PK4/p/501885
PeneirasFisher ScientificFisherbrand peneiras de teste 200 mm diamaterhttp://www.fisher.co.uk/product/brand_listing.php/F/Fisherbrand/Sieve
BalancePrecisaXB 6200Chttp://www.precisa.co.uk/precision_balances.php
Nitreto de BoroKennametal500 ml latade sprayhttp://www.kennametal.com/content/dam/kennametal/kennametal/common/Resources/Catalogs-Literature/Advanced%20Materials%20and%20Wear%20Components/B-13-03401_ceramic_powders
Molde
Infiltração _brochure_EN.pdf, Base e TampaA Universidade de SheffieldAço Inoxidável Personalizado304, 15  cm de altura, 5.1  cm de diâmetro interno, 6  cm de diâmetro externo
Molde cilíndricoA Universidade de SheffieldAço carbono de baixo carbono 1020 feito sob medida, 15 cm de altura, 5 cm de diâmetro interno, 6 cm de diâmetro externo
Junta de GrafiteGee GrafiteGeegraf Aço Inoxidável Reforçado com Grafite 1  mm de espessurahttp://www.geegraphite.com/steel_reinforced.html
MalletThor Hammer Co. Ltd.Martelo Redondo Sólido Super Plásticohttp://www.thorhammer.com/Mallets/Round/
ChaveKennedy Professional13 mm Chave Combinada de Catraca KEN5822166K
PorcasMatlockM8 Porca Hexagonal de Aço Porca Completa Galvanizado
ArruelasMatlockM8 Form-A arruela de aço bzphttps://www.cromwell.co.uk/CTL6451208H
Porcas SSMatlockM8 A2 st/st porca hexagonal completahttps://www.cromwell.co.uk/CTL6423008F
Arruelas SSMatlockM8 A2 st/st Arruela Form-Ahttps://www.cromwell.co.uk/CTL6464008H
Aço InoxidávelStuddingCromwell M8 x 1 Mtr A2 StuddingQFT6397080K https://www.cromwell.co.uk/QFT6397080K
VálvulasEdwardsC33205000 SP16K, Diafragma de Nitrilohttps://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=C33205000
Encaixe CrossEdwardsC10512412 NW16 Encaixede https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512412/View.aspx
TEdwardsC10512411 NW16https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512411/View.aspx
de AlumínioBomba de vácuoEdwardsA36310940 E2M18 200-230/380-415V, 3 ph, 50 Hzhttp://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=A36310940
Dial GaugeEdwardsD35610000 CG16K, 0-1.040 mbarhttp://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=D35610000
Gás ArgônioBOCPureshield GásArgônioMangueira de
aço inoxidávelhttp://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/industrial-gases/inert-gases/pureshield-argon/pureshield-argon.html BOCde http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/hoses-and-pigtails/index.htmlmangueira de aço inoxidável
BOCHP 1500 Series RegulatorBloco de
Cobrehttp://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/regulators/single-stage-regulators/hp1500-series/hp1500-series.html William RowlandLingote de Cobre 25 kghttp://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-18
Torno RecordT84-34 H/Duty Eng Vice 4 1/2" Mandíbulas REC5658326Khttps://www.cromwell.co.uk/REC5658326K
CopoFisher Scientific11567402 - Copo, forma de agachamento, com graduações e bico 800 mlhttps://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812
D71B8CB37B475E94281E2BEA
5.ukhigjavappp11?productCode=11567402& resultSet
Position=0
Placa de agitaçãoCorningCorning Placa de agitação Modelo 6798-420dhttp://www.corning.com/lifesciences/us_canada/en/technical_resources/product_guid/shp/shp.aspx
[header]
Barra de agitaçãoFisher Scientific11848862 - PTFE Barra de agitação + Anel 25x6 mmhttps://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812
D71B8CB37B475E94281E2BEA
5.ukhigjavappp11?productCode=11848862& resultSet
Position=0
Secador de arV05V05 Max Air Turbo Secador DR-120-GBhttp://reviews.boots.com/2111-en_gb/1120627/v05-v05-max-air-turbo-hair-dryer-dr-120-gb-reviews/reviews.htm
Folha de cerâmicaMorgan Advance MaterialsManta Kaowool de 2 mm de espessurahttp://www.morganthermalceramics.com/downloads/datasheets?f[0]=field_type%3A84
Mesa vibratóriaPeveril MesaVibratória Machinery Pevco 1.25  m x 0.625  m x 0,6  mhttps://peverilmachinery.co.uk/equipment/vibrating-tables
de de materiais avançados de em de https://www.cromwell.co.uk/KEN5822166K https://www.cromwell.co.uk/CTL6400068J de Alumínio de Peça Cruzada Regulador de

Referências

  1. Banhart, J. Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams. Progress in Materials Science. 46, 559-632 (2000).
  2. Conde, Y., Despois, J. -F., Goodall, R., Marmottant, A., Salvo, L., San Marchi, C., Mortensen, A. Replicat....

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Reimpressões e permissões

Errata


Formal Correction: Erratum: Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity
Posted by JoVE Editors on 8/03/2015. Citeable Link.

A journal reference was corrected in the publication of Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity. Reference 21 and 22 were originally merged together as one reference. They have been separated into references 21 and 22 in the article. The reference numbers have been updated in the article to reflect this additional reference citation. It has been updated from:

  1. LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., & Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19–20 (1990).Seliger, H., & Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103–129 (1965).

to:

  1. LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., & Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19–20 (1990).
  2. Seliger, H., & Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103–129 (1965).

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