Coulée protocoles pour la production de cellules ouvertes aluminium Mousses par la technique de réplication et l'effet sur la porosité

L’objectif global de cette procédure est de produire une mousse métallique par la méthode d’infiltration. Ceci est accompli en chargeant d’abord un moule avec du chlorure de sodium fin en bas, une infiltration, du chlorure de sodium au milieu et une barre d’aluminium sur le dessus. Ensuite, placez le couvercle sur la chambre.

La deuxième étape consiste à fixer le moule à un système de soupape et à le placer dans un four préchauffé pour faire fondre l’aluminium. Ensuite, la pression du gaz argon est appliquée à l’aluminium fondu, le forçant à pénétrer dans les espaces libres entre les grains de chlorure de sodium d’infiltration. Les dernières étapes consistent à retirer le moule du four et à récupérer l’échantillon de mousse.

Ensuite, coupez l’échantillon à la bonne taille et retirez le chlorure de sodium dans un bain-marie. En fin de compte, le poids et le volume de l’échantillon indiqueront sa densité et informeront les modifications du protocole pour obtenir des mousses de caractéristiques différentes. En général, les personnes qui ne connaissent pas cette méthode auront du mal car de légères variations dans la procédure ont un effet important sur le résultat.

Dans un premier temps, réglez le four pour augmenter de 20 degrés Celsius par minute jusqu’à une température finale de 740 degrés Celsius lorsqu’il atteint sa température finale, commencez la préparation de la préforme, la préforme sera placée dans un moule. Le moule de cette expérience est cylindrique de 150 millimètres de haut et a un diamètre intérieur de 51 millimètres. Avant cette expérience, un lingot d’aluminium de pureté commerciale a été coulé pour être utilisé dans le moule.

L’aluminium est façonné en une barre cylindrique d’un diamètre de 50 millimètres. La barre est coupée en quatre parties égales, ce qui est suffisant pour quatre expériences. Ensuite, commencez à collecter le chlorure de sodium à utiliser pour l’infiltration.

Choisissez un tamis avec des ouvertures de la taille du plus petit diamètre acceptable et un autre avec des ouvertures de la taille du plus grand diamètre de pore. Placez un récipient pour récupérer le chlorure de sodium filtré sur la paillasse. En plus de cela, placez le tamis avec la plus petite ouverture.

Placez le tamis avec les ouvertures les plus grandes au-dessus à ce stade, prêt, soit de haute pureté, soit du chlorure de sodium de supermarché. Mettez environ 500 grammes de chlorure de sodium dans un récipient et versez-le dans les tamis empilés. Ensuite, agitez les tamis pendant une minute Après l’agitation, jetez le contenu du tamis supérieur.

Jetez également le chlorure de sodium du récipient inférieur. Le chlorure de sodium dans le tamis du milieu sera utilisé pour l’infiltration après sa pesée. L’expérience de cette vidéo utilise à la fois un chlorure d’infiltration, le chlorure de sodium, et un chlorure de sodium fin.

Utilisez la technique du tamis une fois pour recueillir 150 grammes de chlorure de sodium d’infiltration, et une deuxième fois pour recueillir 100 grammes de chlorure de sodium fin. Après avoir collecté le chlorure de sodium, procédez en travaillant avec le moule d’infiltration. Il doit être propre et exempt de toute impureté d’utilisation précédente.

Utilisez un aérosol de nitrure de bore pour créer une fine couche à l’intérieur du cylindre. Une fois le cylindre sec, utilisez du papier de verre fin pour éliminer les résidus de nitrure de bore des extrémités du cylindre avec le moule préparé. Travaillez avec la base du moule.

Placez un joint en graphite sur la rainure de la base. Placez ensuite le bas du cylindre du moule dans la rainure au-dessus du joint avec un maillet, tapotez le haut du cylindre pour le fixer dans la base avant de continuer. Maintenant, prenez les 100 grammes de chlorure de sodium de vigne et versez-les dans le cylindre du moule.

Placez une barre d’aluminium non coupée sur le dessus et tapotez-la légèrement avec un maillet pour augmenter la densité de l’emballage et rendre la surface du chlorure de sodium plate. Retirez la barre non coupée et procédez en versant le chlorure de sodium à infiltrer dans le moule. Maintenez le haut du cylindre en place et soulevez la base pour secouer légèrement l’ensemble jusqu’à ce que le chlorure de sodium forme une surface plane en haut.

Ensuite, placez la barre d’aluminium préparée sur la préforme de chlorure de sodium. Placez le couvercle du moule avec le joint sur le dessus du cylindre du moule et fixez-le. Transportez le moule jusqu’à l’endroit où il sera fixé à une alimentation en gaz et à une pompe à vide.

Lacez le moule sous le tube pour le système de soupape. Fixez ensuite correctement le tube sur le dessus du couvercle. Les vannes immédiatement au-dessus du moule contrôlent l’isolation du flux de gaz argon du moule et l’accès à la pompe à vide.

Au départ, toutes les vannes doivent être fermées. Pour tester l’étanchéité du moule, ouvrez les vannes du moule et de la pompe à vide. Pompez à la pression la plus basse possible avant de vous arrêter et de vérifier le taux de perte.

Après avoir testé l’étanchéité du moule, remettez le système à la pression ambiante à l’aide de la soupape de décharge de la pompe. Continuez en fermant la vanne, menant à la pompe à vide. Avec le moule toujours attaché au système de vanne, déplacez le moule vers le four préchauffé.

Laissez-le y rester pendant une heure. Après une heure, démarrez le processus d’infiltration En fermant la vanne au moule, toutes les vannes du système doivent être fermées. Ensuite, ouvrez les vannes de la bouteille de gaz Argonne.

Pour fournir la pression d’infiltration, préparez-vous à ouvrir la vanne du moule. Ouvrez rapidement la vanne du moule et attendez une minute. Retirez le moule du four et placez-le sur une surface de refroidissement ici, un bloc de cuivre.

Pendant les cinq prochaines minutes, surveillez la pression sur le régulateur d’Argonne et ajustez l’Argonne pour maintenir la pression d’infiltration. Lorsque le moule est suffisamment froid, prenez les mesures appropriées pour le détacher du système de vanne. Lorsque cela est fait, transportez le moule vers un établi où l’échantillon peut être extrait.

Sur un établi équipé d’un étau, fixez la base du moule dans la poignée de l’étau et dévissez le matériel qui maintient le couvercle en haut du cylindre. Pour retirer le dessus une fois le dessus retiré, utilisez un maillet pour tapoter légèrement le cylindre du moule perpendiculairement à la poignée de l’étau afin de desserrer le cylindre du moule de la rainure de base. Ensuite, relâchez la poignée de l’étau pour retirer la base du moule.

Une fois retiré, mettez la base du moule de côté et préparez-vous à placer le cylindre du moule dans l’étau. Fixez le cylindre du moule dans la poignée de l’étau de sorte que l’aluminium restant en haut de l’échantillon soit accessible avec le maillet. Tapotez l’aluminium restant en haut de l’échantillon pour le pousser hors du cylindre du moule.

Le matériau récupéré aura un échantillon de mousse, les échantillons d’aluminium excédentaires d’une hauteur souhaitée pourront être coupés à l’aide d’une scie à ruban. Après des échantillons d’une hauteur souhaitée à couper, le chlorure de sodium doit être retiré de la préforme. Pour ce faire, munissez-vous d’un bécher rempli de suffisamment d’eau pour couvrir la mousse et d’une barre d’agitation magnétique sur une plaque chauffante à agiter.

Commencez à remuer et ajoutez la mousse. Réglez la température à 60 degrés Celsius et soyez prêt à changer l’eau toutes les 10 minutes jusqu’à ce qu’il ne reste plus de chlorure de sodium dans la mousse. Le protocole a été suivi trois fois pour des grains de chlorure de sodium de différentes tailles.

La taille des pores de la mousse varie d’un millimètre à environ 1,2 millimètre, de 1,4 millimètre à 1,7 millimètre et de deux millimètres à environ 2,4 millimètres. La porosité moyenne des échantillons est de 70 %Chaque échantillon est réalisé avec 99,95 % d’aluminium et mesure 51 millimètres de diamètre et environ 25 millimètres de hauteur Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en deux heures si elle est correctement exécutée.