Пенометаллы (пеноалюминий). Свойства, применение

Пенометаллы — материалы будущего. Интерес к ним вызван прежде всего их малой плотностью – от 0,4 до 1,0 г/ .

Пенометалл - металл или сплав ячеистого строения. Состоит из тонких металлических оболочек, заполненных газом. [3].

Пенометаллы производятся из расплавленных металлов путем впрыска (вдувания) газов (воздуха, инертных газов), либо путём стимулирования местного образования газов введением газвыделяющего реактива (порофора), в качестве которого в основном используется гидрид титана () и карбонат кальция (СаC ). Существует технология получения пенометаллов из смеси порошкообразных сплавов и газвыделяющего реактива [4].

Свойства пенометаллов зависят от количества пузырьков газа и свойств исходного металла. Известны пенометаллы на основе алюминия, меди, нихрома, магния, стали и других металлов. Пенометаллы исполь-зуются в качестве наполнителей (для обеспечения жёсткости конструкции), а также как теплоизолирующие материалы и т.п. [3].

Пенометалл обычно сохраняет часть физических характеристик исход-ного металла: например, пенометалл, изготовленный из негорючего металла, будет негорючим. Его можно переработать обратно в исходный металл. Сте-пень термического расширения при этом сохраняется, а теплопроводность уменьшается [5].

Области применения пенометаллов — самые разнообразные.

В ближайшем будущем пенометалл может стать основным материалом в машиностроении.

Пенометалл подходит для создания крупногабаритных прочных кон-струкций. Он способен обеспечить рациональные соотношения прочности и массы машины. Безусловно, пенометалл будет активно применяться в косми-ческих технологиях, где снижение массы имеет большое значение. Пеноме-таллы из алюминия, магния, стали, титана или цинка выдерживают высокое давление, приглушают звук, ослабляют вибрации, хорошо изолируют. Они легко поддаются сверлению, распиливанию и фрезерованию, поэтому они хорошо подходят для защиты от ударов в автомобилях, в качестве катализа-торов в химии, в изготовлении топливных элементов, а также как биологи-чески совместимый протез костной ткани в медицине [6].

В авиакосмической промышленности замена пенометаллическими панелями дорогостоящих сотовых конструкций может сократить издержки производства.

В строительстве могут способствовать сокращению потребления энергии при эксплуатации лифтов, так как в условиях высоких скоростей их движения и частой смены ускорений и замедлений легкость конструкции приобретает особое значение. Широкое применение открывается в строи-тельстве и для вспененных заготовок, которые могут, например, использо-ваться для закрепления штепсельных розеток в бетонной стене.

Возможно также создание конструктивных элементов с основой из пенометалла, покрытого слоями алюминия, стали, пластмассы или углерод-ных волокон. Эти технологии пригодны для производства крупных серий и полностью автоматизированы — разработка Института производственных технологий и прикладного материаловедения им. Фраунгофера в Бремене (Германия) [6].