فوم های آلومنیوم و کارکرد آنها در صنعت

نام : فرزاد مهری

کلاس: 06

مدرسه : نصیری

دبیر : جناب آقای سلامی

فوم های آلومینیمی ساختار متخلخلی دارند. از این رو، ترکیب هایی بسیار مناسب در جذب صدا، ضربه و نوسان به شمار می روند. طبیعت فلزی این مواد سبب می شود که به عنوان پوشش های الکترومغناطیسی که در دماهای بالا پایدارند، مورد استفاده قرار گیرند. افزون بر خواص مناسب مکانیکی، گرمایی، فیزیکی و صوتی این مواد، غیر آلاینده بودن بازیافت آن ها را نیز می توان بر برتری های دیگر این ترکیب ها افزود. همه ی این ویژگی ها سبب شده است که این ماده برای استفاده در بخش های گوناگون صنعتی بسیار مناسب باشد.

فوم آلومینیم، فلزی ایزوتروپ شامل حفره هایی است که در سراسر ساختار آن پراکنده است. این حفره ها کروی بوده، 50 تا 90 درصد حجم ماده را اشغال می کنند. خواص فیزیکی و مکانیکی این ماده به چگالی آن بستگی دارد که حدود 0.4 تا 0.8 گرم بر سانتی متر مکعب است. در صنعت، برای تهیه ی این فوم ها از دمیدن گاز به درون آلومینیم ذوب شده استفاده می شود.

هنگامی که فلز در حال سرد شدن است حباب های گاز درون آن به دام می افتد. در شرایط عادی، حباب های گاز به خاطر چگالی کم تر نسبت به فلز، مایل به خارج شدن از فلز و رسیدن به سطح هستند. اما با افزایش گرانروی فلز مذاب و در نتیجه ی تنظیم فشار و دمای مناسب، حباب های گاز توانایی حرکت آزادانه را پیدا نمی کنند و در نتیجه هنگام سرد شدن فلز، در آن پایدار می مانند.

رسیدن به این حالت، نیازمند نوعی توانایی در تولید گاز است. تولید گاز در فلز مذاب می تواند به کمک عوامل تولید فوم یا از راه تزریق مستقیم گازهایی هم چون هوا، نیتروژن، کربن دی اکسید و کربن مونوکسید انجام گیرد.

یکی از معمول و در دسترس ترین شناساگرها در این زمینه، تیتانیم هیدرید است که حجم ویژه ی هیدروژن آن بالاست و سرعت واکنش تجزیه ی آن نیز زیاد است.

اما این ماده نه تنها گران است بلکه به خاطر دشواری شرایط کنترل، بسیار خطرناک است. در این حال، گروهی از دانشمندان موفق به تولید این فوم ها با استفاده از کلسیم کربنات، به عنوان عامل تولید فوم شده اند. این ماده درون آلومینیم مذاب تجزیه می شود و کربن مونوکسید و کربن دی اکسید تولید می کند.

کاربرد اصلی فوم های آلومینیمی در صنایع خودروسازی به عنوان ضربه گیر، جاذب صدا و نوسان است. هم چنین در صنایع هوایی و ساخت توربین ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این ماده به عنوان عایق صدا در تونل ها نیز معمول است و از آن حتی در تزیینات نیز استفاده می شود.