Influence of the foaming precursor's composition and density on the foaming efficiency, microstructure development and mechanical properties of aluminium foams
Vpliv sestave in gostote prekurzorjev za penjenje na učinkovitost penjenja ter razvoj mikrostrukture in mehanskih lastnosti aluminijskih pen

angleški

2011

letnik 45, številka 2

aluminijeve pene   penila   kalcijev karbonat    dolomit    karakterizacija

Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

V delu poročamo o vplivu sestave ter gostote oz. poroznosti prekurzorja za penjenje na učinkovitost penjenja ter razvoj mikrostrukture in mehanskih lastnosti aluminijevih pen. Pene smo izdelovali z uporabo prekurzorjev na osnovi Al s homogeno porazdeljenimi delci dolomita ali kalcijevega karbonata. Prekurzorje smo pripravljali po postopku prašne metalurgije (PM) in z litjem taline, kar je cenejše, zagotavlja pa manj homogeno porazdelitev sredstva za penjenje. S PM-postopkom smo prekurzorje za penjenje izdelovali iz zmesi Al prahu in 3-10 % dolomita ali kalcijevega karbonata različne povprečne velikosti (od 20 mim do 120 mim), ki smo jo izostatsko stisnili pri 700 MPa. Z litjem smo prekurzorje pripravljali tako, da smo delce penila uvajali v Al-talino, segreto do največ 700 kompozitumC, premešali in nastalo suspenzijo ulili v cilindričen, vodno hlajen jekleni model. Pene smo iz obeh vrst prekurzorjev izdelovali tako, da smo prekurzor vstavili v zaprt jeklen model za penjenje, segrevali pri 750 kompozitumC 10 min. ter nato ohlajali na zraku do sobne temperature. Mikrostrukturo nastalih pen smo preučevali z optično in elektronsko (SEM/EDS) mikroskopijo, in sicer tako, da smo ugotavljali morfologijo in povrečno velikost por, sestavo vsebovanih faz pa z metodo rentgenske (XRD) difrakcije. Gostoto prekurzorjev in pen smo določali na osnovi mase in izračunane prostornine strojno obdelanih vzorcev, učinkovitost penjena (relativno gostoto dobljene pene) pa na osnovi primerjave dejansko dosežene gostote pene in gostote aluminija. Primerjalno smo gostoto pen določali tudi z Arhimedovo metodo. Kakovost izdelanih pen smo ocenjevali na osnovi njihovih mehanskih lastnosti (krivulje napetost - deformacija pri sobni temperaturi, tlačne trdnosti in sposobnosti absorpcije energije pri 30-odstotni deformaciji). Ugotovili smo, da na učinkovitost penjena ter razvoj mikrostrukture in mehanskih lastnosti vplivata predvsem kemijska sestava in gostota prekurzorja za penjenje, pri čemer je bilo prekurzorje z odprto poroznostjo nemogoče peniti.

27.02.2012