Casting protocolli per la produzione di cellule aperte alluminio Schiume dalla tecnica di replica e l'effetto sulla porosità

L'obiettivo generale di questa procedura è produrre una schiuma metallica con il metodo dell'infiltrazione. Ciò si ottiene caricando prima uno stampo con cloruro di sodio fine nella parte inferiore, infiltrazione, cloruro di sodio nel mezzo e una barra di alluminio sulla parte superiore. Quindi posizionando il coperchio sulla camera.

Il secondo passo consiste nel collegare lo stampo a un sistema di valvole e posizionarlo in un forno preriscaldato per fondere l'alluminio. Successivamente viene applicata una pressione di gas argon all'alluminio fuso, costringendolo negli spazi liberi tra i grani di cloruro di sodio di infiltrazione. I passaggi finali consistono nel rimuovere lo stampo dal forno e recuperare il campione di schiuma.

Quindi tagliare il campione a misura e rimuovere il cloruro di sodio a bagnomaria. In definitiva, il peso e il volume del campione indicheranno la sua densità e informeranno le modifiche nel protocollo per ottenere schiume di diverse caratteristiche. In generale, gli individui che non conoscono questo metodo avranno difficoltà perché lievi variazioni nella procedura hanno un grande effetto sul risultato.

Come primo passo, impostare il forno per aumentare di 20 gradi Celsius al minuto fino a una temperatura finale di 740 gradi Celsius mentre sta raggiungendo la sua temperatura finale, iniziare la preparazione della preforma, la preforma verrà posta in uno stampo. Lo stampo in questo esperimento è cilindrico alto 150 millimetri e ha un diametro interno di 51 millimetri. Prima di questo esperimento, è stato fuso un lingotto di alluminio di purezza commerciale per l'uso nello stampo.

L'alluminio è formato in una barra cilindrica con un diametro di 50 millimetri. La barra viene tagliata in quattro parti uguali sufficienti per quattro esperimenti. Successivamente, inizia a raccogliere il cloruro di sodio da utilizzare per l'infiltrazione.

Seleziona un setaccio con aperture della dimensione del diametro più piccolo accettabile e un altro con aperture della dimensione del diametro del poro più grande. Posizionare un contenitore per raccogliere il cloruro di sodio filtrato sul banco. Sopra di esso, posiziona il setaccio con l'apertura più piccola.

Posiziona il setaccio con le aperture più grandi sopra di esso a questo punto, pronto, sia ad alta purezza che al cloruro di sodio del supermercato. Mettere circa 500 grammi di cloruro di sodio in un contenitore e versarlo nei setacci impilati. Quindi agitare i setacci per un minuto Dopo l'agitazione, scartare il contenuto del setaccio superiore.

Gettare anche il cloruro di sodio dal contenitore inferiore. Il cloruro di sodio nel setaccio centrale verrà utilizzato per l'infiltrazione dopo essere stato pesato. L'esperimento in questo video utilizza sia un'infiltrazione, cloruro di sodio che un cloruro di sodio fine.

Utilizzare la tecnica del setaccio una volta per raccogliere 150 grammi di cloruro di sodio infiltrato e una seconda volta per raccogliere 100 grammi di cloruro di sodio fine. Dopo aver raccolto il cloruro di sodio, procedere lavorando con lo stampo di infiltrazione. Deve essere pulito e privo di impurità dovute all'uso precedente.

Utilizzare uno spray aerosol al nitruro di boro per creare un rivestimento sottile all'interno del cilindro. Dopo che il cilindro si è asciugato, utilizzare carta vetrata fine per rimuovere i residui di nitruro di boro dalle estremità del cilindro con lo stampo preparato. Lavorare con la base dello stampo.

Posizionare una guarnizione in grafite sulla scanalatura della base. Quindi posizionare la parte inferiore del cilindro dello stampo nella scanalatura sopra la guarnizione con un martello, picchiettare la parte superiore del cilindro per fissarla alla base prima di continuare. Ora prendete i 100 grammi di cloruro di sodio di vite e versateli nel cilindro dello stampo.

Posizionare una barra di alluminio non tagliata sulla parte superiore e picchiettarla leggermente con un martello per aumentare la densità di impacchettamento e rendere piatta la superficie del cloruro di sodio. Togliete la barra non tagliata e procedete versando nello stampo il cloruro di sodio da infiltrare. Tenere in posizione la parte superiore del cilindro e sollevare la base per scuotere leggermente il gruppo fino a quando il cloruro di sodio non forma una superficie piana nella parte superiore.

Quindi, posizionare la barra di alluminio preparata sopra la preforma di cloruro di sodio. Posizionare il coperchio dello stampo con la guarnizione sopra il cilindro dello stampo e fissarlo. Trasportare lo stampo nel punto in cui verrà collegato a un'alimentazione del gas e a una pompa per vuoto.

Allacciare lo stampo sotto il tubo per il sistema di valvole. Quindi collegare correttamente il tubo alla parte superiore del coperchio. Le valvole immediatamente sopra lo stampo controllano l'isolamento dello stampo, il flusso di gas argon e l'accesso alla pompa del vuoto.

Inizialmente, tutte le valvole devono essere chiuse. Per testare la tenuta dello stampo, aprire le valvole dello stampo e della pompa del vuoto. Pompare alla pressione più bassa possibile prima di fermarsi e controllare il tasso di perdita.

Dopo aver testato la tenuta dello stampo, riportare il sistema a pressione ambiente utilizzando la valvola di sfiato della pompa. Continuare chiudendo la valvola, che porta alla pompa del vuoto. Con lo stampo ancora attaccato al sistema di valvole, spostare lo stampo nel forno preriscaldato.

Lasciatelo riposare per un'ora. Dopo un'ora, avviare il processo di infiltrazione Chiudendo la valvola allo stampo, tutte le valvole del sistema devono essere chiuse. Quindi, apri le valvole della bombola del gas Argonne.

Per fornire la pressione di infiltrazione, prepararsi ad aprire la valvola dello stampo. Aprire rapidamente la valvola dello stampo e attendere un minuto. Togliete lo stampo dal forno e posizionatelo su una superficie di raffreddamento, un blocco di rame.

Per i successivi cinque minuti, monitorare la pressione sul regolatore Argonne e regolare Argonne per mantenere la pressione di infiltrazione. Quando lo stampo è abbastanza freddo, adottare le misure appropriate per staccarlo dal sistema di valvole. Al termine, trasportare lo stampo su un banco di lavoro dove è possibile estrarre il campione.

Su un banco da lavoro dotato di morsa, fissare la base dello stampo nell'impugnatura della morsa e svitare la bulloneria che tiene il coperchio sulla parte superiore del cilindro. Per rimuovere la parte superiore con la parte superiore rimossa, utilizzare un martello per picchiettare leggermente il cilindro dello stampo perpendicolarmente all'impugnatura della morsa in modo da allentare il cilindro dello stampo dalla scanalatura di base. Quindi, rilasciare l'impugnatura della morsa per rimuovere la base dello stampo.

Una volta rimosso, mettete da parte la base dello stampo e preparatevi a posizionare il cilindro dello stampo nella morsa. Fissare il cilindro dello stampo nell'impugnatura della morsa in modo che l'alluminio rimanente nella parte superiore del campione sia accessibile con il martello. Picchiettare l'alluminio rimanente nella parte superiore del campione per spingerlo fuori dal cilindro dello stampo.

Il materiale recuperato avrà un campione di schiuma, i campioni di alluminio in eccesso di un'altezza desiderata possono essere tagliati utilizzando una sega a nastro. Dopo aver prelevato i campioni dell'altezza desiderata per il taglio, il cloruro di sodio deve essere rimosso dalla preforma. Per fare ciò, riempire un bicchiere con acqua sufficiente a coprire la schiuma e una barra di agitazione magnetica su una piastra riscaldante.

Iniziate a mescolare e aggiungete la schiuma. Imposta la temperatura a 60 gradi Celsius e preparati a cambiare l'acqua ogni 10 minuti fino a quando non rimane cloruro di sodio nella schiuma. Il protocollo è stato seguito tre volte per grani di cloruro di sodio di diverse dimensioni.

Le dimensioni dei pori della schiuma vanno da un millimetro a circa 1,2 millimetri, da 1,4 millimetri a 1,7 millimetri e da due millimetri a circa 2,4 millimetri. La porosità media dei campioni è del 70%Ogni campione è realizzato con il 99,95% di alluminio e misura 51 millimetri di diametro e circa 25 millimetri di altezza Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in due ore se eseguita correttamente.