1. मेटल फोम आणि ॲल्युमिनियम फोम म्हणजे काय
इतिहासाच्या ओघात, मेटल फोमचा शोध हा संपूर्ण साहित्य अभियांत्रिकी क्षेत्रातील क्रांतीचा एक महत्त्वाचा टप्पा आहे. मेटल फोम ही धातूची रचना असलेली एक सामग्री आहे ज्यामध्ये मोठ्या संख्येने छिद्र असतात आणि संरचनेत वायू भरलेले असतात [2]. आकृती 2(a)(b) [3] मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे या धातूच्या फोमचे छिद्र एकमेकांशी जोडलेले किंवा सील केलेले असू शकतात आणि त्यांना अनुक्रमे ओपन-सेल फोम आणि बंद-सेल फोम म्हणतात. त्यापैकी, उच्च सच्छिद्रता, कमी घनता, हलके वजन, उच्च शक्ती, चांगली संकुचितता, मजबूत प्रभाव शोषण, चांगली ध्वनी शोषण कार्यक्षमता आणि चांगले इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग कार्यप्रदर्शन यामुळे, ॲल्युमिनियम फोम केलेले साहित्य सध्या सर्वात आशादायक फोम मेटल आहे. उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन, म्हणून "मेटल स्टार" म्हणून ओळखले जाते [४], एरोस्पेस अभियांत्रिकी, उत्पादन आणि भौतिक विज्ञान क्षेत्रातील इतर प्रक्रिया पद्धतींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
आकृती 2. ॲल्युमिनियम फोम केलेल्या स्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये: (अ) ओपन-सेल ॲल्युमिनियम फोम; (ब) बंद-सेल ॲल्युमिनियम फोम [३]
2. ॲल्युमिनियम फोमचा शोध
संपूर्ण इतिहासात, हाडे, लाकूड आणि प्युमिस यासारख्या साहित्याचा बराच काळ वापर केला जात आहे. अनेक संशोधकांचा असा अंदाज आहे की या सामग्रीच्या उपयुक्ततेमुळे धातूच्या फोमसारख्या मानवनिर्मित पदार्थांच्या निर्मितीला चालना मिळाली आहे. जरी सध्या वापरात असलेल्या बहुतेक फोमिंग तंत्रज्ञान 1950 च्या दशकापासून प्रस्तावित केले गेले असले तरी, अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की ॲल्युमिनियम फोमचा शोध 1926 मध्ये शोधला जाऊ शकतो, जेव्हा मा डी मेलरने फ्रेंच पेटंटमध्ये प्रथम मेटल फोमिंगचा उल्लेख केला होता. मेलरने एकदा असे सुचवले होते की वितळलेल्या धातूमध्ये अक्रिय वायू टाकून किंवा वितळलेल्या धातूमध्ये कार्बोनेटसारखे फोमिंग एजंट वापरून धातूच्या फोमिंगची प्रक्रिया साध्य करता येते. जरी हे केवळ कल्पनेवर आधारित पेटंट असले तरी, ते ॲल्युमिनियम फोमच्या विकासासाठी आवश्यक असलेल्या पुढील चरणांचा पाया घालते. जॉन सी. इलियट यांनी 20 वर्षांनंतर ही कल्पना पुढे विकसित केली, मेलर पेटंटची अद्ययावत आवृत्ती तयार केली आणि प्रथम उपलब्ध ॲल्युमिनियम फोम सादर केला, ज्याने 1990 च्या दशकात जपानमधील सामग्रीच्या व्यापारीकरणास हातभार लावला. प्रकाशनाने पाया घातला [५].
3. ॲल्युमिनियम फोम केलेले कार्यप्रदर्शन आणि अनुप्रयोग
ॲल्युमिनियम फोमेड हा उच्च सच्छिद्रता आणि सच्छिद्र रचना असलेला धातू आहे, ज्यामध्ये सीलबंद छिद्रे धातूच्या एकूण प्रमाणाच्या तीन चतुर्थांश असतात, ज्यामुळे सामग्री खूप हलकी बनते [७]. वरील वैशिष्ट्यांव्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियम फोममध्ये प्रभावी ऊर्जा शोषण वैशिष्ट्ये आणि उच्च संकुचितता देखील आहे [7]. घनतेच्या संदर्भात, संशोधकांना आढळले की बहुतेक ॲल्युमिनियम फोम केलेल्या नमुन्यांची घनता सुमारे 0.4-1.2 g·cm-3 [6] आहे. याव्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियम फोममध्ये ध्वनी शोषण, पुनर्वापरक्षमता आणि कमी थर्मल चालकता आहे [7].
ॲप्लिकेशनच्या दृष्टीने, ॲल्युमिनियम फोमचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग, हलके वजन आणि शोषक गुणधर्म हे नियंत्रित न्यूक्लियर फ्यूजन डिव्हाइसेस, ऑटोमोबाईल्स, एरोस्पेस आणि बांधकाम उद्योगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या घटकांसाठी एक आदर्श उमेदवार बनवतात कारण ते अत्यंत भौतिक वातावरणास प्रतिकार करते. कंट्रोलेबल न्यूक्लियर फ्यूजन यंत्रामध्ये, बंद-सेल ॲल्युमिनियम फोम एक उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग सामग्री आहे. ॲल्युमिनियम फोमच्या सांगाड्याच्या परस्परसंबंधामुळे, त्यात एक प्रचंड विशिष्ट पृष्ठभाग आहे आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा शोषून घेण्याची आणि परावर्तित करण्याची चांगली क्षमता आहे. शोषण कमी होणे, परावर्तन नष्ट होणे इ. असे विविध नुकसान होतात, ज्यामुळे फोम केलेल्या ॲल्युमिनियममध्ये उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग कार्यक्षमता असते. शिवाय, हे देखील आढळून आले की फोम केलेल्या ॲल्युमिनियमची इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग प्रभावीता प्रथम कमी होण्याचा आणि नंतर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह फ्रिक्वेन्सीच्या वाढीसह वाढण्याचा कल दर्शवितो [3]. एरोस्पेस उद्योगात, फोम केलेले ॲल्युमिनियम स्पेस शंकू किंवा टर्बाइनचे भाग बनवण्यासाठी वापरले जाते. फोम केलेल्या ॲल्युमिनियमच्या कमी गुणवत्तेमुळे, ते विमानातील घटकांचे एकूण वजन कमी करण्यासाठी विशेषतः उपयुक्त आहे [7]. आणि एक उत्कृष्ट ऊर्जा-शोषक सामग्री म्हणून, फोमयुक्त ॲल्युमिनियमचा वापर स्पेसक्राफ्टचे बफर, कंपन शोषक आणि स्पेसक्राफ्टच्या रिटर्न केबिनच्या तळाशी तयार करण्यासाठी केला जातो, जेणेकरून यान सुरक्षित लँडिंग साध्य करू शकेल आणि अंतराळवीर आणि अंतराळ उपकरणांच्या सुरक्षिततेचे संरक्षण करू शकेल. आकृती 3 [8] मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे प्रभावी ऊर्जा शोषण आणि शॉक शोषणाद्वारे, फोम केलेले ॲल्युमिनियम अंतराळ यान उतरण्याच्या प्रभावाखाली अंतराळवीरांच्या सुरक्षिततेची खात्री करू शकते.
आकृती 3. प्रभाव-प्रतिरोधक बिल्जची सुधारित आंशिक संरचना[8]
1-वरची त्वचा; 2-फोम ॲल्युमिनियम स्ट्रिंगर्स; 3-खालची त्वचा
ऑटोमोटिव्ह उद्योगात, फोम केलेले ॲल्युमिनियम फ्रेममध्ये वापरलेल्या भागांची एकूण संख्या कमी करण्यास मदत करते, असेंबली प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम बनवते आणि शेवटी खर्च कमी करण्यास आणि कार्यप्रदर्शन सुधारण्यास मदत करते [७]. सध्या, आकृती 4 [9-10] मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, बाजारात ऑटोमोबाईल बॉडी स्ट्रक्चर्समध्ये अँटी-कॉलिजन बार, बीम आणि डोअर बीममध्ये फोम ॲल्युमिनियमचा वापर केला जातो.
आकृती 4. (अ) कारच्या शरीरातील आंशिक ऊर्जा शोषून घेणारा एक आकृती आहे;
(ब) फोम ॲल्युमिनियम अँटी-टक्कर बारचे योजनाबद्ध आकृती
बांधकाम उद्योगात, फोमयुक्त ॲल्युमिनियमचा मुख्य वापर गंभीर आवाज टाळण्यासाठी संरक्षणात्मक, अग्नि-प्रतिरोधक अडथळा म्हणून केला जातो. आर्किटेक्चरमध्ये बंद-सेल ॲल्युमिनियम फोमचा विशिष्ट वापर म्हणजे शांघाय SOHO फक्सिंग प्लाझा. आकृती 6 [11] मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, डिझायनर ध्वनी शोषून घेण्यासाठी आणि इन्सुलेट करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात फोम ॲल्युमिनियम वापरतो.
ॲल्युमिनियम फोम्डचा शोध ही एक उल्लेखनीय कामगिरी मानली जाते. फोम केलेले ॲल्युमिनियम साहित्य उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग कार्यप्रदर्शन, हलके वजन, कमी घनता, शॉक शोषण आणि ऊर्जा शोषण कार्यप्रदर्शन एकत्र करते, त्यामुळे आज विविध उद्योगांमध्ये त्याची कार्यक्षमता खूप चांगली आहे. व्यापक लागू. विशेष म्हणजे, ॲल्युमिनियम फोम केलेले हे पर्यावरणास अनुकूल उत्पादन देखील आहे ज्याचा पुनर्वापर केला जाऊ शकतो, याचा अर्थ असा आहे की ती एक टिकाऊ सामग्री आहे आणि भविष्यातील औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जाण्याची अपेक्षा आहे.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-३०-२०२१
