النسخ المتماثل هو أحد تقنيات المعالجة المستخدمة لإنتاج الإسفنج المعدني المسامي. في هذه الورقة ، يتم عرض أحد تطبيقات طريقة إنتاج الألمنيوم المسامي مفتوح الخلية بالتفصيل.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
النسخ المتماثل هو أحد تقنيات المعالجة المستخدمة لإنتاج الإسفنج المعدني المسامي. في هذه الورقة ، يتم عرض أحد تطبيقات طريقة إنتاج الألمنيوم المسامي مفتوح الخلية بالتفصيل.
الرغاوي المعادن هي مواد مثيرة للاهتمام من كلا فهم أساسي ونقطة التطبيقات العملية للعرض. وقد تم اقتراح الاستخدامات، وفي كثير من الحالات التحقق تجريبيا، على خفيفة الوزن أو تأثير الطاقة استيعاب الهياكل، وارتفاع سطح مبادلات حرارية منطقة أو الأقطاب، كما يزرع في الجسم، وغيرها الكثير. على الرغم من إحراز تقدم كبير في فهم العلاقات هيكل ممتلكاتهم، وعدد كبير من تقنيات معالجة مختلفة، ولكل المواد المنتجة مع خصائص مختلفة وهيكل، يعني أن فهم الآثار الفردية لجميع جوانب هيكل ليست كاملة. عملية النسخ المتماثل، حيث تسلل المعدن المنصهر بين حبيبات من مادة التشكيل القابلة للإزالة، ويسمح بدرجة عالية بشكل ملحوظ عن نطاق السيطرة، واستخدمت لتحقيق نتائج طيبة لتوضيح بعض هذه العلاقات. ومع ذلك، فإن عملية لديها العديد من الخطوات التي تعتمد على الفردية "الدراية"، ووتهدف هذه الورقة إلى تقديم وصف تفصيلي لجميع مراحل تجسيد واحدة من هذه الطريقة المعالجة، وذلك باستخدام المواد والمعدات التي من شأنها أن تكون سهلة نسبيا في إقامتها في بيئة بحثية. والهدف من هذا البروتوكول ومشتقاته هو إنتاج رغاوي المعادن بطريقة فعالة وبسيطة، وإعطاء إمكانية لتكييف نتائج العينات عن طريق تعديل بعض الخطوات في إطار عملية. باتباع هذا، الرغاوي الألومنيوم خلية مفتوح مع أحجام المسام من 1 حتي 2،36 مم و 61٪ إلى 77٪ المسامية ويمكن الحصول على.
وقد اجتذبت الرغاوي المعدنية على كمية كبيرة من الاهتمام والجهود البحثية في السنوات الأخيرة كما هو مبين من قبل مجموعة كبيرة من الأعمال التي ورد ذكرها في مراجعة المواد واسعة النطاق مثل Banhart 1، كوندي وآخرون. 2 أو أكثر في الآونة الأخيرة غودال ومورتنسن 3. ومن بين الأساليب المستخدمة لإنتاج المواد، وتتميز عملية النسخ المتماثل بساطته التجريبية ودرجة من السيطرة على الهيكل النهائي رغوة التي يمكن تقديمها. وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من في الأدب وغالبا ما توصف مواد مثل المواد الرغوية (وهنا) لا يتم إنتاجها من قبل فقاعات من الغاز السائل داخل ما يطلق عليه من الأنسب المعادن مسامية أو المعادن المصغرة.
وكان التقرير الأول من عملية النسخ المتماثل في أوائل 1960s 4، ولقد تم تطوير أكثر من ذلك في مراحل مختلفة منذ ذلك الحين، مع التقدم الملحوظ من قبل فريق البحث من مورتنسن في مدرسة بوليتيكhnique الاتحادية لدي لوزان في سويسرا.
وتعتمد هذه العملية على صب المعدن حول التشكيل من الجسيمات هي التي تحدد شكل المسامية في المواد النهائية 2 و 5. بعد تبريد التشكيل يمكن إزالتها عن طريق الترشيح المذيبات أو الانحلال الحراري التي تسبب الأكسدة. واستخدام شعبية هذه التقنية يستخدم كلوريد الصوديوم بأنها حامل الفضاء لإنتاج الألمنيوم 5-10 أو سبائك الألومنيوم الرغاوي 11-14. كلوريد الصوديوم ديها العديد من المزايا مثل أن تكون في متناول الجميع، وغير سامة، ويمكن إزالتها من رغوة من قبل انحلال في الماء. من خلال وجود درجة انصهار 801 ° C، ويمكن استخدامها مع المعادن التي لها درجة انصهار أقل من هذه القيمة، والأكثر شيوعا الألومنيوم، ولكن توجد أمثلة أيضا من استخدام مع مواد مثل النظارات المعدنية الجزء الأكبر، من خلال مزيج من الرطوبة القائم على البلاديوم السائل سبيكة الزجاج المعدني السائبة وكلوريد الصوديوم حبيبات 15. تبديل من كلوريد الصوديوم مع المواد نقطة أعلى ذوبان أيضا يسمح صرودوكشن الرغاوي من أعلى نقطة انصهار المعادن 16. ويمكن أن تشمل هذه غيرها من المواد القابلة للذوبان في الماء، أو تلك غير القابلة للذوبان بما في ذلك أنواع مختلفة من الرمال. في هذا النموذج تصبح العملية أكثر مثل صب الرمل التقليدية لإزالة الرمال، وارتفاع ضغط نفثات الماء 17، 18 أو مختلفة أشكال غسل 19 أو تهييج مطلوبة (20).
عملية أساسية 21 العائدات من خلال اتخاذ الحبوب من كلوريد الصوديوم ووضعها في قالب 4 و 22 و 23. وقد استخدم الطريقة الأساسية لجعل الألومنيوم وسبائك الألومنيوم الرغاوي 24-26 لمجموعة واسعة من التحقيقات السلوك الرغوة. أدخلت خطوات إضافية لزيادة السيطرة على كثافة وزيادة الترابط بين المسام. وتشمل هذه التكثيف من التشكيل. لتكثيف التشكيل، واستخدمت تلبد 27، 28، واستخدمت في التجارب المختلفة منذ 13 عاما، مع سلوك تلبدكلوريد الصوديوم على أساس درجة الحرارة، وحجم الحبيبات والكثافة التي وصفها غودال وآخرون. 29. طريقة أخرى تستخدم لهذا الغرض من ذلك هو المتوازنة التضاغط الباردة الضغط على (CIP) 5، 30؛ هذا هو أسلوب أسرع التي يمكن أن تحقق مجموعة أكبر من كثافة قابلة للمقارنة. ويمكن أيضا أن يتم تنفيذ الإجراء في الحالة الصلبة مع مسحوق المعادن والحبوب كلوريد الصوديوم، ومن ثم يتم تسمى أحيانا التكلس وحل عملية 31.
ويرد المسح الكامل لاستخدام تقنية النسخ المتماثل إلى تاريخ والمقارنة مع غيرها من التقنيات في غودال ومورتنسن 3.
في هذا العمل ونحن في الإبلاغ عن المعدات التفصيل والبروتوكولات التجريبية التي استخدمت لتجهيز رغاوي المعدنية بنسبة أسلوب النسخ المتماثل، والتي هي سهلة نسبيا لتنفيذ في إعداد مختبر الأبحاث. من المهم أن نعترف بأن إصدارات أخرى من المعدات، مع وجود قدرات مختلفة في أبحاث أخرى زroups، وأنه في حين أن المعدات المقدمة هنا هي مناسبة لمعالجة المواد، فإنه ليس النسخة الوحيدة أو بروتوكول التي يمكن تقديمها للعمل. في أي حال، فهم شامل للأي طريقة معينة أمر ضروري لنجاح التجربة.
وفيما يلي تفاصيل البروتوكولات المستخدمة دقيقة أدناه. الاختلافات بروتوكول (A، B، C و D) لديها تغييرات صغيرة بينهما، وتهدف أساسا لتغيير كثافة الرغاوي المنتجة. وقد تم حساب المسامية من قياسات للوزن الجزء الأكبر من العينات، حجم وكثافة الألومنيوم (2.7 جم / سم 3). في تطوير الأساليب المذكورة لإنتاج رغوة الألمنيوم بواسطة النسخ المتماثل، بذلت محاولات لتقليل كمية من المعدات المتطورة إلى أصغر حد ممكن، على ان يكون طريقة سهلة لتنفيذ ممكن. وتناقش الاختلافات الأخرى التي يمكن أن تستخدم في مراحل مختلفة في وقت لاحق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: التعليمات التالية هي للبروتوكول ألف (الشكل 1). وترد التعديلات لبروتوكول B، C، D وكذلك.
1. الألومنيوم بار إعداد
2. فرن إعداد
3. إعداد التشكيل
ملاحظة: اعتمادا على ارتفاع الرغوة التي تهدف ل، تختلف كمية من كلوريد الصوديوم لاستخدامها لتسلل بين 100 غرام و 300 غرام.
4. إعداد القالب
5. تسلل
6. عينة استخراج
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في الشكل (4) يمكن أن ينظر إلى التشكل من الحبوب كلوريد الصوديوم (الزاوي وكروية)، لأغراض التوضيح. وقدمت الرغاوي التي تم الحصول عليها مع البروتوكول باستخدام الحبوب على شكل الزاوي وقدمت بقية مع الحبوب كروية. وقد وجد أن استخدام شكل مختلف الحبوب كلوريد الصوديوم لم يكن لها تأثير الملحوظ على المسامية التي تم الحصول عليها في العينات.
من النتائج التي يمكن أن تحدد أن عينات أ، ب، ج (مع بروتوكول A)، هي في الم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الطريقة الأساسية الموصوفة هنا قد استخدمت في أشكال مختلفة من قبل باحثين آخرين. وتناقش بعض المتغيرات الرئيسية التي تسمح للرغاوي من أنواع مختلفة المراد إنشاؤه. في وصف هذه الرغاوي قمنا بقياس مسامية، وهذا هو التقييم السريع والسهل لجعل، ولكن توصيف الخصائص الهيكلية الأخرى، مثل حجم المسام، مساحة محددة أو تبختر قد تكون مطلوبة سماكة للحصول على فهم كامل لخصائص رغوة لمختلف التطبيقات. في الممارسة العملية، لإنتاج الرغاوي بواسطة النسخ المتماثل، وحجم المسام هو تسيطر عليها بشكل جيد من قبل حجم الجس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
ان مؤلف كتاب المقابلة أن نعترف المجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا CONACYT الحكومة المكسيكية لتوفير منحة دراسية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ملح | هيدروسوفت | ملح حبيبي 25 كجم 855754 | |
| http://www.travisperkins.co.uk/p/hydrosoft-granular-salt-25kg/855754/3893446 الألومنيوم | ويليام رولاند | سبائك ألومنيوم 99.87٪ نقية 25 كجم طبل | http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-1 |
| بوتقة | مورغان مواد متقدمة | Syncarb بوتقة | http://www.morganmms.com/crucibles-foundry-products/crucibles/syncarb/ |
| فرن | أنظمة النخبة الحرارية | TLCF10 / 27-3216CP & 2116 O / T | http://www.elitefurnaces.com/eng/products/furnaces/1200%20Top%20Loading%20Furnaces.php |
| قالب البار | جامعة شيفيلد | مصنوع حسب الطلب | من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 ، 15 & nbsp ؛ سم الارتفاع ، 5 ؛ سم القطر الداخلي, 6 سم القطر الخارجي |
| المنشار الشريطي | كلارك | CBS45MD (6 بوصة × 4 1/2 بوصة) 370 واط 060710025 | http://www.machinemart.co.uk/shop/product/details/cbs45md-41-2in-x-6in-metal-cutting-ban |
| ورق الصنفرة | Wickes | Specialist 501885 الصنفرة الرطب والجاف http://www.wickes.co.uk/Specialist-Wet+Dry-Sandpaper-PK4/p/501885 | |
| المناخل | فيشر Scientific | Fisherbrand المناخل الاختبار 200 مم عبوة بخاخ http://www.fisher.co.uk/product/brand_listing.php/F/Fisherbrand/Sieve Diamater | |
| Balance | Precisa | XB 6200C | http://www.precisa.co.uk/precision_balances.php |
| نيتريد البورون | كينامال | 500 مل | http://www.kennametal.com/content/dam/kennametal/kennametal/common/Resources/Catalogs-Literature/Advanced%20Materials%20and%20Wear%20Components/B-13-03401_ceramic_powders _brochure_EN.pdf |
| قالب التسلل والقاعدة والغطاء | جامعة شيفيلد | مصنوعة حسب الطلب | من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 ، 15 & nbsp ؛ سم الارتفاع, 5.1 سم القطر الداخلي, 6 سم القطر الخارجي |
| قالب أسطواني | جامعة شيفيلد | مصنوع حسب الطلب | فولاذ منخفض الكربون 1020 ، ارتفاع 15 سم ، قطر داخلي 5 سم ، قطر خارجي 6 سم |
| جرافيت طوقا | Gee Graphite | Geegraf الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى الجرافيت 1 ؛ مم سميكة | http://www.geegraphite.com/steel_reinforced.html |
| Mallet | Thor Hammer Co.، Ltd. | جولة صلبة سوبر بلاستيك مطرقة | http://www.thorhammer.com/Mallets/Round/ |
| وجع | كينيدي المهنية | 13 مم السقاطة الجمع وجع KEN5822166K | https://www.cromwell.co.uk/KEN5822166K |
| المكسرات Matlock | M8 الصلب عرافة كامل الجوز المجلفن | https://www.cromwell.co.uk/CTL6400068J | |
| غسالات | Matlock | M8 Form-A غسالة فولاذية bzp | https://www.cromwell.co.uk/CTL6451208H |
| SS Nuts | Matlock | M8 A2 st / st عرافة صامولة كاملة | https://www.cromwell.co.uk/CTL6423008F |
| غسالات SS | Matlock | M8 A2 st / st Form-A غسالة | https://www.cromwell.co.uk/CTL6464008H |
| الفولاذ المقاوم للصدأ ترصيع | كرومويل | M8 × 1 متر A2 QFT6397080K الفولاذ المقاوم | https://www.cromwell.co.uk/QFT6397080K |
| صمامات | إدواردز | C33205000 SP16K ، الحجاب الحاجز النتريل | https://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=C33205000 |
| تركيب كروس | إدواردز | C10512412 NW16 قطعة متقاطعة من الألومنيوم | https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512412/View.aspx |
| المناسب T | Edwards | C10512411 NW16 T-Piece من الألومنيوم | https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512411/View.aspx |
| مضخة تفريغ | إدواردز | A36310940 E2M18 200-230 / 380-415V ، 3-ph ، 50 هرتز | http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=A36310940 |
| الاتصال الهاتفي | Edwards | D35610000 CG16K ، 0-1،040 ملي بار | http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=D35610000 |
| غاز الأرجون | BOC | Pureshield غاز | الأرجونhttp://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/industrial-gases/inert-gases/pureshield-argon/pureshield-argon.html |
| خرطوم الفولاذ المقاوم | BOC | منظم http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/hoses-and-pigtails/index.html خرطوم الفولاذ المقاوم | |
| منظم BOC | HP 1500 Series | http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/regulators/single-stage-regulators/hp1500-series/hp1500-series.html | |
| بلوك نحاسي | ويليام رولاند | سبيكة نحاسية 25 كجم | http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-18 |
| ملزمة | سجل | T84-34 H / Duty Eng Vice 4 1/2 "Jaws REC5658326K | https://www.cromwell.co.uk/REC5658326K |
| بيكر | فيشر 11567402 العلمي | - دورق ، شكل قرفصاء ، مع تخرج وصنبور 800 مل | https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 D71B8CB37B475E94281E2BEA 5.ukhigjavappp11?productCode=11567402& resultSet الموضع = 0 |
| لوحة ساخنة التحريك | Corning Corning | لوحة ساخنة التحريك موديل 6798-420d | http://www.corning.com/lifesciences/us_canada/en/technical_resources/product_guid/shp/shp.aspx |
| [header] | |||
| Stir Bar | Fisher Scientific | 11848862 - PTFE شريط تحريك + حلقة 25x6 مم | https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 D71B8CB37B475E94281E2BEA 5.ukhigjavappp11?productCode=11848862& resultSet الموضع = 0 |
| مجفف هواء | V05 | V05 Max Air Turbo Dryer DR-120-GB | http://reviews.boots.com/2111-en_gb/1120627/v05-v05-max-air-turbo-hair-dryer-dr-120-gb-reviews/reviews.htm |
| صفائح سيراميك | Morgan Advance Materials | Kaowool Blanket 2 مم سميكة | http://www.morganthermalceramics.com/downloads/datasheets?f [0] = field_type٪ 3A84 |
| تهتز الجدول | Peveril الماكينات | Pevco تهتز الجدول 1.25 م × 0.625 ؛ م × 0.6 م | https://peverilmachinery.co.uk/equipment/vibrating-tables |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
A journal reference was corrected in the publication of Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity. Reference 21 and 22 were originally merged together as one reference. They have been separated into references 21 and 22 in the article. The reference numbers have been updated in the article to reflect this additional reference citation. It has been updated from:
to: