Replication은 다공성 금속 스폰지 생산에 사용되는 가공 기술 중 하나입니다. 이 논문에서는 개방형 다공성 알루미늄을 생산하는 방법의 한 구현이 자세히 나와 있습니다.
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이 논문에서
정오 공지
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요약
초록
금속 폼은 기본적인 이해와보기의 실용적인 응용 지점 모두에서 흥미있는 물질이다. 제안 된 용도는, 많은 경우에 임플란트 본체로서, 높은 표면 영역 열 교환기 또는 전극으로서, 경량 구조 또는 충격 에너지 흡수에 대한 실험적으로 검증, 및 많은되었다. 실력이 그들의 구조 특성 관계를 이해 하였지만, 다른 처리 기법의 다수, 다양한 특징과 구조와 각각의 생성 물질은 구조물의 모든 측면의 개별 효과의 이해가 완료되지 않은 것을 의미한다. 용탕 이동식 프리폼 물질의 입자 사이에 침투 복제 프로세스는, 제어의 높은 정도를 현저하게 할 수 있으며 이러한 관계의 일부를 명료하게 좋은 효과를 위해 사용되어왔다. 그럼에도 불구하고, 각각의 프로세스는 "노하우"에 의존하는 많은 단계를 갖고,이 논문은 연구 환경에 비교적 쉽게 설정 될 재료 및 장비를 사용하여, 이러한 처리 방법의 일 실시 예의 모든 단계의 상세한 설명을 제공하는 것을 목적으로한다. 이 프로토콜 및 그 변형의 목적은 프로세스 내의 특정 단계를 수정하여 샘플의 결과를 조정할 수있는 가능성을 제공하는, 효과적이고 간단한 방법으로 금속 발포체를 제조하는 것이다. 이 다음으로, 1-2.36 mm 직경과 77 %의 기공율 61 %의 기공 크기를 갖는 개방 셀 알루미늄 발포체를 얻을 수있다.
서론
넓은 예컨대 Banhart 1과 종설 징에 인용 작업하는 큰 몸체 같이 금속 발포체 최근 관심과 연구 노력의 많은 양이 많다 콘드 등. 2 개 이상의 최근 구달 모텐슨 3. 재료의 제조에 사용되는 방법 중, 복제 프로세스는 실험적인 단순성 및 제공 될 수있다 최종 발포체 구조 제어의 정도에 따라 구별된다. 그것은 그들이 가스의 기포에 의해 생성되지 않는 한 문헌에서 이러한 물질은 액체 내에 종종 발포체로서 기술 (및 위치) 되더라도 그들이보다 적절하게 미세 다공성 금속 또는 금속이라는 것을 주목해야한다.
복제 프로세스의 최초보고는 1960 년대 초 4이고, 그것은 에콜 폴리텍 모텐슨에서의 연구 그룹에 의해 현저한 진보와 함께 보낸 후 또 다른 단계에서 개발 된스위스 hnique Federale 드 로잔.
이 프로세스는, 5. 프리폼 냉각수 침출 용매 또는 열분해에 의해 제거 될 수 후 산화를 일으키는 최종 다공성 재료의 형상을 정의하는 입자의 주위 모재 금속의 주조에 의존한다. 이 기술의 사용은 인기 5-10 알루미늄 또는 알루미늄 합금 11-14....
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프로토콜
참고 : 아래의 지침은 프로토콜 (그림 1)에 대한 것입니다. 프로토콜 B, C 및 D에 대한 수정도 나열되어 있습니다.
1. 알루미늄 바 준비
- 도가니에 상업 순도 알루미늄 잉곳 - (1kg 500g) 큰 조각을 놓습니다.
- 용융 될 때까지 약 1 시간 동안 800 ° C에서로에서 도가니를 놓습니다.
- 퍼니스에서 도가니를 취하여 약 ½ mm의 간극을 제공 침윤 (51mm)을 위해 사용되는 챔버의 최종 직경보다 약간 작은 직경 50mm를, 통 형상 주형에 용융 알루미늄을 붓는다.
- 막대가 식을 때까지 1 시간 정도 기다립니다.
- 금형에서 줄을 제거합니다.
- 띠톱를 사용하여, 4- 동일한 크기의 조각으로 잘랐다.
- 모래 각 조각의 가장자리는 침투 형에 잘 맞는을 보장합니다.
2. 전기로 준비
- # 740에 도달하는 노 프로그램(176) 적어도 2 시간 동안 C 고원.
- 20 ° C / 분 노의 가열 속도를 설정한다.
3. 프리폼 준비
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결과
도 4의 염화나트륨 입자의 형태는 예시적인 목적을 위해, (각도 및 구면)을 알 수있다. 프로토콜 얻은 발포체 모난 형상 입자를 사용하여 제조하고, 나머지는 구형 입자로 이루어졌다. 이것은 다른 형태의 NaCl 입자의 사용은 샘플에서 얻어진 다공성에는 관찰 된 효과가 없었다는 것을 알 수 있었다.
결과에서 우리는 샘플 (프로토콜로 만든) A, B, C의 벌크의 무게와 부피 결정 평균 63 % 다공성 (그림 5)에 있는지 확인할 수 있습니다. 기술 변경하여, 아래쪽 미세 염화나트륨 포켓 포함 예컨대 5 % 이상의 다공성 발포체를 제조하는 공정을 가능하게하고,이 샘플 D로 아르 (3.5 내지 3 기압까지) 침투 압력이 저하 될 수 있으며, E와 F 프로토콜 B로 만든 (그림 6). 프로토콜와 B 사이의 유일한 차이는 아래쪽 미세 NaCl을 첨가 인프리폼.
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토론
여기에 설명 된 기본적인 방법은 다른 연구자들에 의해 상이한 형태로 사용되어왔다. 다른 종류의 폼을 생성 할 수 있도록 키 변종 중 일부는 설명합니다. 이들 발포체의 특성에서는이 같은 기공 크기, 표면적이나 두께는, 발포 특성의 완전한 이해를 획득하는 데 필요할 수있는 스트러트 등의 다른 구조적 특성, 신속하고 용이하게 평가하지만 특성화 한, 다공성을 측정하고 다른 응용 프로그램. 실제로는, 복제에 의해 발포체의 제조를 위해, 기공 크기가 사용 염화나트륨 입경 잘 제어되고,이 사이의 링크는, 밀도 및 기타 구조적 특성이 이루어질 수있다.
고밀도 프리폼
현재의이 기여에 우리는 챔버로의 NaCl 곡물을 기울여 만든 염화나트륨 프리폼을 설명했다. 논의 된 바와 같이, 반면 densi 어느 정도의 제어TY 샘플을 진동에 의해 달성 될 수 있으며, 계속해서 액세스 범위 오히려 인해 달성 될 수의 NaCl 분획 포장의 .......
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공개 사항
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
감사의 글
교신 저자는 장학금의 제공을 위해 과학 기술 CONACYT의 멕시코 정부의 국가위원회를 인정하고 싶습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 소금 | 하이드로소프트 | 과립 소금 25 kg 855754 | |
| http://www.travisperkins.co.uk/p/hydrosoft-granular-salt-25kg/855754/3893446 알루미늄 | 윌리엄 롤랜드 | 알루미늄 잉곳 99.87% 순수 25 kg 드럼 | http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-1 |
| 도가니 | 모건 고급 재료 | Syncarb 도가니 | http://www.morganmms.com/crucibles-foundry-products/crucibles/syncarb/ |
| Furnace | Elite 열 시스템 | TLCF10/27-3216CP 및 2116 O/T | http://www.elitefurnaces.com/eng/products/furnaces/1200%20Top%20Loading%20Furnaces.php |
| 바 몰드 | The University of Sheffield | 맞춤 제작 | 스테인리스 스틸 304, 15 cm 높이, 5 cm 내부 직경, 6 cm 외경 |
| 밴드 쏘 | Clarke | CBS45MD (6" x 4 1/2") 370W 060710025 | http://www.machinemart.co.uk/shop/product/details/cbs45md-41-2in-x-6in-metal-cutting-ban |
| 사포 | Wickes | 전문가 습식 및 건식 사포 501885 | http://www.wickes.co.uk/Specialist-Wet+Dry-Sandpaper-PK4/p/501885 |
| 체 | Fisher Scientific | Fisherbrand 테스트 체 200 mm diamater | http://www.fisher.co.uk/product/brand_listing.php/F/Fisherbrand/Sieve |
| Balance | Precisa | XB 6200C | http://www.precisa.co.uk/precision_balances.php |
| 질화 붕 | Kennametal | 500ml 스프레이 캔 | 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 |
| 침투 금형, 베이스 및 뚜껑 | The University of Sheffield | 맞춤형 | 스테인리스 스틸 304, 15 cm 높이, 5.1 cm 내부 직경, 6 cm 외경 |
| 원통형 금형 | The University of Sheffield | 맞춤 제작 | 저탄소 강 1020, 높이 15cm, 내경 5cm, 외경 6cm |
| 그래파이트 가스켓 | Gee 그래파이 | Geegraf 스테인리스 스틸 강화 그라파이트 1 mm 두께 | http://www.geegraphite.com/steel_reinforced.html |
| 망치 | Thor Hammer Co., Ltd. | 라운드 솔리드 슈퍼 플라스틱 망치 | http://www.thorhammer.com/Mallets/Round/ |
| 렌치 | 케네디 프로페셔널 | 13mm 래칫 콤비네이션 렌치 KEN5822166K | https://www.cromwell.co.uk/KEN5822166K |
| 너트 | Matlock | M8 스틸 육각 전체 너트 아연 도금 | https://www.cromwell.co.uk/CTL6400068J |
| 와셔 | Matlock | M8 Form-A 스틸 와셔 bzp | https://www.cromwell.co.uk/CTL6451208H |
| SS 너트 | Matlock | M8 A2 st/st 육각 전체 너트 | https://www.cromwell.co.uk/CTL6423008F |
| SS 와셔 | Matlock | M8 A2 st/st Form-A 와셔 | https://www.cromwell.co.uk/CTL6464008H |
| 스테인리스 스틸 스터딩 | Cromwell | M8 x 1 Mtr A2 스테인리스 스틸 스터딩 QFT6397080K | https://www.cromwell.co.uk/QFT6397080K |
| 밸브 | Edwards | C33205000 SP16K, 니트릴 다이어프램 | https://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=C33205000 |
| 피팅 크로스 | Edwards | C10512412 NW16 크로스 피스 알루미늄 | https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512412/View.aspx |
| 피팅 T | Edwards | C10512411 NW16 T-피스 알루미늄 | https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512411/View.aspx |
| 진공 펌프 | Edwards | A36310940 E2M18 200-230/380-415V, 3-ph, 50Hz | http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=A36310940 |
| 다이얼 게이지 | Edwards | D35610000 CG16K, 0-1,040mbar | http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=D35610000 |
| 아르곤 가스 | BOC | Pureshield 아르곤 가스 | http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/industrial-gases/inert-gases/pureshield-argon/pureshield-argon.html |
| 스테인레스 스틸 호스 | BOC | 스테인레스 스틸 호스 | http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/hoses-and-pigtails/index.html |
| 레귤레이터 | BOC | HP 1500 시리즈 레귤레이터 | http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/regulators/single-stage-regulators/hp1500-series/hp1500-series.html |
| 구리 블록 | William Rowland | 구리 주괴 25 kg | http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-18 |
| 바이스 | 레코드 | T84-34 H/Duty Eng Vice 4 1/2" 턱 REC5658326K | https://www.cromwell.co.uk/REC5658326K |
| 비커 | 피셔 사이언티픽 | 11567402 - 비커, 스쿼트 형태, 눈금 및 스파우트 포함 800 ml | https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 D71B8CB37B475E94281E2BEA 5.ukhigjavappp11?productCode=11567402& resultSet Position=0 |
| 교반 핫 플레이트 | 코닝 | 코닝 교반 핫 플레이트 모델 6798-420d | http://www.corning.com/lifesciences/us_canada/en/technical_resources/product_guid/shp/shp.aspx |
| [header] | |||
| Stir Bar | Fisher Scientific | 11848862 - PTFE Stir bar + Ring 25x6 mm | https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 D71B8CB37B475E94281E2BEA 5.ukhigjavappp11?productCode=11848862& resultSet Position=0 |
| 에어 드라이어 | V05 | V05 Max 에어 터보 드라이어 DR-120-GB | |
| http://reviews.boots.com/2111-en_gb/1120627/v05-v05-max-air-turbo-hair-dryer-dr-120-gb-reviews/reviews.htm 세라믹 시트 | Morgan Advance Materials | Kaowool 담요 2mm 두께 | http://www.morganthermalceramics.com/downloads/datasheets?f[0]=field_type%3A84 |
| 진동 테이블 | Peveril 기계류 | Pevco 진동 테이블 1.25 m x 0.625 m x 0.6 M | https://peverilmachinery.co.uk/equipment/vibrating-tables |
참고문헌
- Banhart, J. Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams. Progress in Materials Science. 46, 559-632 (2000).
- Conde, Y., Despois, J. -F., Goodall, R., Marmottant, A., Salvo, L., San Marchi, C., Mortensen, A. Replicat....
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재인쇄 및 허가
정오
Formal Correction: Erratum: Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity
Posted by JoVE Editors on 8/03/2015. Citeable Link.
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:
- LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., & Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19–20 (1990).Seliger, H., & Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103–129 (1965).
to:
- LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., & Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19–20 (1990).
- Seliger, H., & Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103–129 (1965).
