Poröse Metallmaterialien bestehen aus einer Vielzahl gerichteter oder zufälliger Löcher, die im gesamten Material verteilt sind. Der Durchmesser dieser Löcher variiert zwischen 2 Mikrometern und 3 Millimetern. Die Gestaltung dieser Löcher kann unterschiedliche Formen annehmen, beispielsweise Schaum-, Lotus- oder Wabenform. Abhängig von der Form der Löcher können poröse Metallmaterialien in zwei Kategorien eingeteilt werden: unabhängige Lochtypen und kontinuierliche Lochtypen.
Der unabhängige Lochtyp verfügt über mehrere vorteilhafte Eigenschaften, darunter niedriges spezifisches Gewicht, ausgezeichnete Steifigkeit, hohe spezifische Festigkeit, effektive Vibrationsabsorption und Schallabsorption. Andererseits besitzen Materialien mit durchgehenden Löchern nicht nur die oben genannten Eigenschaften, sondern weisen auch eine gute Durchlässigkeit und Belüftung auf. Aufgrund ihrer strukturellen und funktionellen Eigenschaften finden poröse Metallmaterialien breite Anwendung in verschiedenen Bereichen, darunter Luft- und Raumfahrt, Transportwesen, Bautechnik, Maschinenbau, Elektrochemie und Umweltschutztechnik.
Pulverbeschichtete poröse Materialien
Poröses Drahtgeflechtmaterial
Gesintertes poröses Metallfasermaterial
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Es gibt verschiedene Klassifizierungen von porösen Metallmaterialien, einschließlich pulvergesinterter poröser Materialien, gesinterter poröser Metallfasern, poröser Drahtgeflechtmaterialien und Schaummetallmaterialien. Unter diesen werden pulvergesinterte poröse Materialien hergestellt, indem Metall- oder Legierungspulver als Rohmaterial verwendet wird. Bei diesem Verfahren wird das Pulver zu einer festen Struktur geformt und bei hohen Temperaturen gesintert. Dies führt zu einem porösen Material mit einer erheblichen Anzahl miteinander verbundener oder halbverbundener Poren. Die Porenstruktur entsteht durch Stapeln regelmäßiger und unregelmäßiger Pulverpartikel, wobei Größe und Verteilung der Poren und Porosität von der Zusammensetzung der Partikelgröße und dem Herstellungsverfahren abhängen.
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Zu den häufig verwendeten Materialien für pulvergesinterte poröse Materialien gehören Bronze, Edelstahl, Eisen, Nickel, Titan, Wolfram, Molybdän und hochschmelzende Metallverbindungen. Traditionelle Herstellungsverfahren für diese Materialien umfassen Formpressen und Sintern, isostatisches Pressen, loses Sintern, Pulverwalzen, plastifizierendes Pulverextrudieren und Schlickerguss. Darüber hinaus bieten neue Herstellungstechnologien wie Zentrifugalabscheidung, Spritzguss, 3D-Druck, Laser-Rapid-Prototyping und Elektronenstrahl-Rapid-Prototyping alternative Methoden zur Herstellung pulvergesinterter poröser Materialien. -
Die Zentrifugalabscheidungstechnologie nutzt ein poröses Metallrohr mit großen Porengrößen als Stützstruktur. Der Prozess beginnt mit der Herstellung einer Metallpulveraufschlämmung, die dann in das Stützrohr gegeben und einer Hochgeschwindigkeitsrotation unterzogen wird. Unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft werden die Pulverpartikel in der Aufschlämmung sortiert und an der Innenwand des Stützrohrs abgelagert, wodurch eine Gradientenfilmstruktur entsteht. Durch anschließendes Trocknen, Sintern und andere Behandlungen entsteht ein poröser Membranschlauch. Diese Technik eignet sich zur Herstellung mikroporöser Metallfilme unter Verwendung von Pulvern wie Titan, Titanlegierungen, Edelstahl, Nickel und Nickellegierungen. Durch den Einsatz von Partikelgrößen im Submikron- und Nanobereich ist es möglich, mikroporöse Metallfilme mit entsprechenden Porengrößen zu erzeugen. -
Metallspritzguss (MIM) ist eine weitere Methode zur Herstellung von pulvergesinterten porösen Materialien. Bei diesem Verfahren wird das Pulver mit einem organischen Bindemittel vermischt und mithilfe einer Spritzgussmaschine geformt. Anschließend wird das Bindemittel aus dem geformten Rohling entfernt und das resultierende Produkt gesintert, um die gewünschten Endeigenschaften zu erzielen. Die MIM-Technologie bietet hohe Präzision, gleichmäßige Struktur, hervorragende Leistung und Kosteneffizienz und eignet sich daher für die Herstellung poröser Materialien aus Bronze, Edelstahl, Titan, Nickel und deren Legierungen. -
Verfahren:
Die traditionellen Verfahren sind Formpressen und Sintern, isostatisches Pressen, loses Sintern, Pulverwalzen, Pulverplastifizierungsextrusion, Schlickerguss usw.
Kupferfilter
Edelstahlfilter
Poröses Titanblech
