فوم فلزی

فوم فلزی یک ابداع جدید از مهندسین متالوژی است . آزمایشات و تلاشها به منظور ایجاد منافذ در فلزات موجب دستیابی به فوم فلزی شد. باتوجه به ویژگیهای خاص این محصول ، در صنایع متعددی مورد توجه است . اما به دلیل قیمت بالای تولید استفاده از آن فعلا محدود می باشد. فوم فلزی معمولا از آلومینیوم تولید می شود اما فلزات دیگرمثل فولاد، آهن ،مس، نیکل، سرب، روی، منیزیوم، تیتانیوم نیز برای ساخت فوم فلزی مورد آزمایش و تولید قرار گرفته است ، تحقیق و آزمایش روی این محصول تا دستیابی به کیفیت بالا با قیمت مناسب تولید ادامه دارد.

پیشینه فوم فلزی : 

اولین بار بنجامین سوسنیک در سال 1948 اقدام به ایجاد تخلخل در فلز نمود. به این ترتیب که یک فلز چند فازی را در دمای بالا قرار داد تا یک جز آن تبدیل به گاز شده و اجزا دیگر ذوب شوند. مایع فلزی را در فشار قرار داده و مانع از خروج گاز می شود و سپس آن را به سرعت سرد می کند. وجود گاز در فضای پر فشار و سرد شدن ناگهانی باعث ایجاد تخلخل در فلز می شود. هزینه این فرآیند به صرفه نبود.

این تلاش در سال 1950 به شیوه ای دیگر انجام شد. این شیوه با استفاده از توده نمک در مایع مذاب آلومینیوم انجام شد که روشی مطمین تر از شیوه قبل بود ، اما بازهم صرفه اقتصادی نداشت.

سپس در سال 1959 به وسیله  ترکیب پودر فلز با پودر فلز هیدروژن داردوباره به فوم فلزی دست یافتند. به این ترتیب که در دمای بالا هیدروژن فلز هیدروژن دار خارج شده و باعث ایجاد تخلخل در مایع مذاب می شود. چند سال بعد این عملیات با افزودن فلز فوم ساز به فلز نیمه مذاب انجام می شد که بسیار به صرفه تر بود.

مکانیزم تولید فوم فلزی : 

فوم های فلزی براساس جنس فلز و کاربرد فوم به چهار روش ساخته می شوند:

روش اول: برای ساخت فوم در اندازه کوچک کاربرد دارد. به این ترتیب که فلز مذاب را در قالبی که قبلا ساخته شده میریزند و پس از سرد شدن قالب را از فوم جدا می کنند. دقت این شیوه براساس ظرافت قالب متغییر است و می تواند با دقت بسیار بالا انجام شود ، اما هزینه تولید بالاست.

روش دوم : در این روش پودر فلز مورد نظر را با مواد شیمیایی مربوطه (که در فشار و حرارت تولید گاز می کنند ) ترکیب کرده و در فشار و حرارت قرار می دهند تا فوم تولید شود.

روش سوم : دراین روش فوم با تزریق گاز به فلز مذاب تولید می شود. این شیوه ارزانتر از دیگر شیوه ها ست ولی به دلیل قابل کنترل نبودن اندازه منافذ کیفیت کار پایین است.

روش چهارم : شیوه های دیگر که تولیداتی با تعداد منفذ کمتر و یا کیفیت نازل تر ارایه می دهند. یکی از این شیوه ها سرد کردن ناگهانی فلز مذاب است.

خصوصیات  منحصر به فرد فوم‌های فلزی:

ازخواص ویژه فوم های فلزی استحکام بالا در مقابل وزن بسیار پایین است ، این محصول قابلیت بالای جذب انرژی  دارد و قادر به تحمل فشار بالا هستند. یکی از مهمترین ویژگیهای این محصول قابلیت بازیافت آن با ایجاد کمترین آلودگی برای محیط زیست است.

کاربرد فوم فلزی :

این محصول با توجه به خواص ذکر شده کاربردهای متفاوتی در صنعت دارد. مثلا با توجه به نسبت  وزن به میزان سختی در صنعت حمل و نقل کاربرد دارد. قابلیت بالای جذب انواع انرژی فوم های فلزی، مثل صوت ، ضربه ، فشار و… به عنوان عایق ، خصوصا عایق صوتی در ساختمان و ضربه گیر در سپر خودرو مناسب است . فوم فلزی از جنس نیکل به عنوان فیلتر شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. ولی نکته اینجاست که هزینه بالای تولید این محصول موجب شده که علی رغم قابلیت بالا هنوزامکان استفاده و کاربرد وسیع از آن وجود ندارد و بیشتر برای مصارف خاص مانند صنایع هوا فضا به کاربرده می شود.