Name: Protokoły odlewnicze do produkcji pianek aluminiowych o otwartych komórkach techniką replikacji i wpływ na porowatość (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 22 s
Description: Poznaj metodę infiltracji do produkcji porowatych pianek aluminiowych o otwartych komórkach. Technika wykorzystuje chlorek sodu i ciśnienie argonu do formowania struktur metalowych o kontrolowanej porowatości.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autor korespondencyjny chciałby podziękować Narodowej Radzie Nauki i Technologii CONACYT rządu meksykańskiego za udzielenie stypendium.

UWAGA: Poniższe instrukcje dotyczą Protokołu A (Rysunek 1). Wymienione są również modyfikacje dla protokołu B, C i D.
1. Przygotowanie prętów aluminiowych
<ol>
	<li>Umieść duży kawałek (500 g – 1 kg) sztabki aluminiowej o czystości handlowej w tyglu.</li>
	<li>Umieścić tygiel w piecu w temperaturze 800 °C na około 1 godzinę, aż się stopi.</li>
	<li>Wyjąć tygiel z pieca i wlać stopione aluminium do cylindrycznej formy o średnicy 50 mm, nieco mniejszej niż ostateczna średnica komory do infiltracji (51 mm), co daje szczelinę około 1/2 mm.</li>
	<li>Odczekaj 1 godzinę, aż baton ostygnie.</li>
	<li>Wyjmij pręt z formy.</li>
	<li>Za pomocą piły taśmowej pokrój go na 4 kawałki tego samego rozmiaru.</li>
	<li>Przeszlifuj krawędzie każdego elementu, aby zapewnić dobre dopasowanie do formy infiltracyjnej.</li>
</ol>
2. Przygotowanie pieca
<ol>
	<li>Zaprogramuj piec tak, aby osiągnął plateau 740 °C przez co najmniej 2 godziny.</li>
	<li>Ustaw szybkość nagrzewania pieca na 20 °C/min.</li>
</ol>
3. Przygotowanie preform
UWAGA: W zależności od wysokości piany, do której dążysz, zmień ilość NaCl do użycia do infiltracji między 100 g a 300 g.
<ol>
	<li>Wybierz do użycia naciekacz NaCl o średnicy odpowiadającej wymaganemu zakresowi wielkości porów (na przykład zakres od 1,4 mm do 1,7 mm). Materiał można pozyskać od dostawców chemicznych o wysokiej czystości lub można użyć kupowanej w supermarkecie soli kuchennej (taki materiał będzie zawierał dodatki takie jak jod i środki przeciwzbrylające, ale w praktyce nie wpływają one w znacznym stopniu na proces).</li>
	<li>Wybierz sita o odpowiednim zakresie rozmiarów i ułóż je na pojemniku podstawowym z mniejszym otworem na dole.</li>
	<li>Z worka dostawcy NaCl weź około 500 g i wlej go do ułożonych w stos sit.</li>
	<li>Mieszać sita ręcznie lub za pomocą wytrząsarki sitowej przez 1 minutę.</li>
	<li>Wyrzuć NaCl pozostały w sicie o większym rozmiarze oczka i dolnym pojemniku, NaCl pozostawiony w sicie o mniejszym otworze służy do infiltracji.</li>
	<li>Zważyć ilość uzyskanego nacieku NaCl.</li>
	<li>Jeśli ilość jest niewystarczająca, powtórz kroki od 3.4 do 3.7. 
	UWAGA: Dla protokołów B, C lub D należy uzyskać 100 g drobnego NaCl (< 500 μm). Tworzy to dodatkową przestrzeń w formie dla powietrza uwięzionego w preformie podczas infiltracji w przypadku, gdy powietrze z preformy nie ucieka odpowiednio z komory.</li>
</ol>
4. Przygotowanie formy
<ol>
	<li>Za pomocą papieru ściernego i rolki papieru laboratoryjnego wyczyść cylinder formy (rysunek 2), zwracając szczególną uwagę na górną i dolną krawędź oraz utrzymując formę wolną od wszelkich zauważalnych zanieczyszczeń z poprzedniego użytkowania.</li>
	<li>Spryskaj wnętrze cylindra formy aerozolem z azotku boru w sprayu, tworząc cienką warstwę pokrywającą wnętrze formy. 
	UWAGA: Osiąga się to, gdy oryginalny kolor formy zostanie zastąpiony białą warstwą sprayu; Nie jest konieczne mierzenie jego konkretnego stężenia.</li>
	<li>Pozostaw cylinder formy do wyschnięcia na co najmniej 5 minut w temperaturze suchej (w razie potrzeby można zastosować ogrzewanie do około 100 °C przez maksymalnie 1 godzinę w celu dalszego suszenia).</li>
	<li>Za pomocą drobnego papieru ściernego usuń wszelkie pozostałości azotku boru z krawędzi cylindra formy, aby poprawić uszczelnienie między cylindrem formy a podstawą formy. 
	UWAGA: Następne 3 kroki dotyczą protokołów A i B; dla protokołów C i D należy wyciąć tylko jeden pierścień uszczelniający pokrywy.</li>
	<li>Wytnij 2 pierścienie uszczelniające z arkusza grafitu o grubości 1 mm (OD = 60 mm, ID = 51 mm), jeden do połączenia między górną krawędzią cylindra formy a pokrywą formy prowadzącą do systemu zaworów, drugi do połączenia między dolną krawędzią cylindra formy a podstawą formy.</li>
	<li>Umieść jedną z uszczelek w rowku podstawy formy.</li>
	<li>Umieść dolną część cylindra formy w rowku z uszczelką.</li>
	<li>Lekko postukaj młotkiem w górną część cylindra formy, aby przymocować spód do rowka podstawy. 
	UWAGA: W przypadku protokołu B, C lub D dodaj następujący krok.
	<ol>
		<li>Wlej 100 g drobnego NaCl (< 500 μm) do cylindra formy i spłaszcz górę za pomocą nieobciętego aluminiowego pręta, lekko stukając młotkiem w górną część, aby upewnić się, że drobny NaCl jest upakowany do dużej gęstości. 
		UWAGA: W przypadku protokołu D należy dodać następujący krok.</li>
		<li>Wytnij 2 kółka miękkiego ceramicznego koca Kaowool o grubości 2 mm o średnicy średnicy (51 mm) i umieść je na drobnym NaCl, użyj nieprzyciętego aluminiowego pręta i młotka, aby docisnąć je do drobnego NaCl.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wlej NaCl do infiltracji do cylindra formy. 
	UWAGA: W przypadku protokołu D należy dodać następujący krok.
	<ol>
		<li>Przymocuj formę i podstawę do stołu wibracyjnego, upewniając się, że cylinder formy nie przesuwa się z rowka podstawy. Wibrować przez 1 minutę przy 50 Hz z amplitudą 0,01 m.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Trzymając górną część cylindra na miejscu, podnieś podstawę i lekko potrząśnij, aż NaCl wewnątrz formy utworzy płaską powierzchnię u góry.</li>
	<li>Umieść przygotowany pręt aluminiowy na wierzchu preformy NaCl.</li>
	<li>Umieść uszczelkę grafitową w rowku pokrywy formy.</li>
	<li>Ręcznie przykręć 4 kołki ze stali nierdzewnej do podstawy i zabezpiecz je 4 zestawami nakrętek i podkładek ze stali nierdzewnej na górze podstawy za pomocą klucza i umieść pokrywę formy na cylindrze formy przez kołki.</li>
	<li>Za pomocą klucza dynamometrycznego ustawionego na 16 N·m przykręć 4 zestawy stalowych nakrętek i podkładek na 4 prętach gwintowanych przykręconych do podstawy i wystających w górę przez pokrywę, gdzie nakrętki są dokręcane, aby zablokować pokrywę formy na miejscu.</li>
	<li>Przymocuj górną część pokrywy do układu zaworów za pomocą uszczelki, zacisku, i nakrętki motylkowej.</li>
	<li>Zamknij wszystkie zawory systemu.</li>
	<li>Otwórz zawór prowadzący do pompy próżniowej i formy (zawór 3).</li>
	<li>Włącz pompę próżniową, aż czujnik zegarowy układu zaworów wskaże najniższe możliwe ciśnienie.</li>
	<li>Wyłącz pompę próżniową.</li>
	<li>Jeśli utrata próżni w systemie jest mniejsza niż 50 torów/s przez pierwsze 10 sekund po wyłączeniu pompy próżniowej, uszczelnienie jest wystarczająco dobre do infiltracji.</li>
	<li>Pozostaw otwarty zawór pokrywy (zawór 3), aby utrzymać ciśnienie otoczenia w układzie i zamknij zawór pompy próżniowej (zawór 1).</li>
	<li>Nie odłączając układu zaworów, umieść formę w nagrzanym piecu i odczekaj 1 godzinę.</li>
</ol>
5. Infiltracja
<ol>
	<li>Zamknij wszystkie zawory systemu (Rysunek 3).</li>
	<li>Otwórz zawór prowadzący do butli z argonem (zawór 2).</li>
	<li>Otwórz główny zawór na zbiorniku argonu i ustaw ciśnienie infiltracji za pomocą zaworu regulacyjnego (dla zakresu od 1,4 mm do 1,7 mm wielkości cząstek NaCl należy użyć ciśnienia 3,5 bara). 
	UWAGA: W przypadku protokołu B stosuje się ciśnienie infiltracji wynoszące 3 bary. Dla protokołów C i D należy stosować ciśnienie 1 bar.</li>
	<li>W szybki sposób otwórz zawór pokrywy (zawór 3).</li>
	<li>Po 1 minutach wyjmij formę z pieca i umieść ją na powierzchni chłodzącej (w tym przypadku bloku miedzianego). 
	UWAGA: Podczas chłodzenia ciśnienie w układzie ulegnie zmianie. Przez pierwsze 5 minut tego procesu należy zwracać szczególną uwagę na ciśnienie wskazane przez regulator i w razie potrzeby dostosować z powrotem do ciśnienia infiltracji.</li>
</ol>
6. Pobieranie próbek
<ol>
	<li>Po 30 minutach, gdy forma ostygnie na tyle, że można ją obsługiwać w lekkich rękawicach żaroodpornych, odłącz system zaworów i umieść podstawę formy na imadle stołu warsztatowego. Odkręć pokrywę od góry cylindra.</li>
	<li>Przy zdjętej pokrywie delikatnie postukaj młotkiem w górną część cylindra formy w kierunku prostopadłym do uchwytu imadła, aby poluzować cylinder formy od rowka podstawy.</li>
	<li>Zdejmij podstawę formy z imadła i umieść cylinder formy w uchwycie imadła.</li>
	<li>Za pomocą młotka postukaj w pozostałe aluminium na próbce, aby wypchnąć ją z cylindra formy.</li>
	<li>Za pomocą piły taśmowej odetnij dolną część próbki pianki, usuwając nadmiar aluminium.</li>
	<li>W zależności od wymaganej wysokości piany, należy ją przyciąć w razie potrzeby, blisko górnej części próbki.</li>
	<li>Umieść infiltrowaną pianę w zlewce z wodą i magnetycznym prętem mieszającym na mieszającej płycie grzejnej, aby rozpuścić preformę NaCl.</li>
	<li>Ustaw temperaturę płyty grzejnej na 60 °C. Zmieniaj wodę co 10 minut, aż w piance nie pozostanie NaCl. 
	UWAGA: Aby upewnić się, że w piance nie pozostał NaCl, zmień wodę około 10 razy. Możliwe jest również przeprowadzanie okresowych kontroli masy próbki po krótkim etapie suszenia. Gdy przy dalszym zanurzeniu przestanie się to znacząco zmieniać, NaCl musi zostać całkowicie usunięty.</li>
	<li>Na koniec za pomocą elektrycznego osuszacza powietrza usuń całą wodę pozostałą w piance. Próbka pianki jest gotowa.</li>
</ol>

<ol><li>Banhart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manufacture%2C+characterisation+and+application+of+cellular+metals+and+metal+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams.</a> Progress in Materials Science. 46, 559-632 (2000).</li>
<li>Conde, Y., Despois, J. -F., Goodall, R., Marmottant, A., Salvo, L., San Marchi, C., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Replication+processing+of+highly+porous+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Replication processing of highly porous materials.</a> Advanced Engineering Materials. 8 (9), 795-803 (2006).</li>
<li>Goodall, R., Mortensen, A. Chapter 24. Porous Metals. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGoodall%2C+R+%22Physical+Metallurgy%22">Physical Metallurgy</a>. Laughlin, D. E., Hono, K. , 5th Ed, 2399-2595 (2014).</li>
<li>Polonsky, L., Lipson, S., Markus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lightweight+Cellular+Metal%5BTitle%5D)+AND+%22Modern+Castings%22%5BJournal%5D)">Lightweight Cellular Metal.</a> Modern Castings. 39, 57-71 (1961).</li>
<li>San Marchi, C., Mortensen, A. Chapter 2.06. Infiltration and the Replication Process for Producing Metal Sponges. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSan+Marchi%2C+C+%22Handbook+of+Cellular+Metals%22">Handbook of Cellular Metals</a>. Degischer, H. P., Kriszt, B. , Wiley-VCH. 44-56 (2002).</li>
<li>Galliard, C., Despois, J. F., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+of+NaCl+powders+of+controlled+size+and+shape+for+the+microstructural+tailoring+of+aluminium+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Processing of NaCl powders of controlled size and shape for the microstructural tailoring of aluminium foams.</a> Materials Science and Engineering A. 374 (1-2), 250-262 (2004).</li>
<li>Despois, J. F., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Permeability+of+open-pore+microcellular+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Permeability of open-pore microcellular materials.</a> Acta Materialia. 53 (5), 1381-1388 (2005).</li>
<li>Goodall, R., Despois, J. F., Marmottant, A., Salvo, L., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+preform+processing+on+replicated+aluminium+foam+structure+and+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">The effect of preform processing on replicated aluminium foam structure and mechanical properties.</a> Scripta Materialia. 54, 2069-2073 (2006).</li>
<li>Goodall, R., Marmottant, A., Salvo, L., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spherical+pore+replicated+microcellular+aluminium%3A+Processing+and+influence+on+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Spherical pore replicated microcellular aluminium: Processing and influence on properties.</a> Materials Science and Engineering A. 465 (1-2), 124-135 (2007).</li>
<li>Despois, J. F., Marmottant, A., Salvo, L., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+the+infiltration+pressure+on+the+structure+and+properties+of+replicated+aluminium+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Influence of the infiltration pressure on the structure and properties of replicated aluminium foams.</a> Materials Science and Engineering A. 462, 68-75 (2007).</li>
<li>San Marchi,, Despois, C., F, J., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uniaxial+deformation+of+open-cell+aluminium+foam%3A+the+role+of+internal+damage%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Uniaxial deformation of open-cell aluminium foam: the role of internal damage.</a> Acta Materialia. 52 (10), 2895-2902 (2004).</li>
<li>Goodall, R., Weber, L., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+electrical+conductivity+of+microcellular+metals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">The electrical conductivity of microcellular metals.</a> Journal of Applied Physics. 100, 044912(2006).</li>
<li>Kadar, C., Chmelik, F., Kendvai, J., Voros, G., Rajkovits, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+emission+of+metal+foams+during+tension%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Acoustic emission of metal foams during tension.</a> Materials Science and Engineering A. 462, 316-319 (2007).</li>
<li>Goodall, R., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcellular+aluminium%5BTitle%5D)+AND+%22Child%E2%80%99s+Play%21+Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Microcellular aluminium.</a> Child’s Play! Advanced Engineering Materials. 9 (11), 951-954 (2007).</li>
<li>Wada, T., Inoue, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication%2C+Thermal+Stability+and+Mechanical+Properties+of+Porous+Bulk+Glassy+Pd-Cu-Ni-P+Alloy%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Transactions%22%5BJournal%5D)">Fabrication, Thermal Stability and Mechanical Properties of Porous Bulk Glassy Pd-Cu-Ni-P Alloy.</a> Materials Transactions. 44 (10), 2228-2231 (2003).</li>
<li>DeFouw, J. D., Dunand, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+and+compressive+creep+of+cast+replicated+IN792+Ni-base+superalloy+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+%26+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Processing and compressive creep of cast replicated IN792 Ni-base superalloy foams.</a> Materials Science & Engineering A. 558, 129-133 (2012).</li>
<li>Berchem, K., Mohr, U., Bleck, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+Degree+of+Pore+Opening+of+Metal+Sponges%2C+Prepared+by+the+Infiltration+Preparation+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Controlling the Degree of Pore Opening of Metal Sponges, Prepared by the Infiltration Preparation Method.</a> Materials Science and Engineering A. 323 (1-2), 52-57 (2002).</li>
<li>Lu, T. J., Ong, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+closed-celled+cellular+aluminum+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Characterization of closed-celled cellular aluminum alloys.</a> J. Mater. Sci. 36, 2773-2786 (2001).</li>
<li>Chou, K. S., Song, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Novel+Method+for+Making+Open-cell+Aluminum+Foams+with+Soft+Ceramic+Balls%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">A Novel Method for Making Open-cell Aluminum Foams with Soft Ceramic Balls.</a> Scripta Materialia. 46 (5), 379-382 (2002).</li>
<li>Dairon, J., Gaillard, Y., Tissier, J. C., Balloy, D., Degallaix, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parts+Containing+Open-Celled+Metal+Foam+Manufactured+by+the+Foundry+Route%3A+Processes%2C+Performances+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Parts Containing Open-Celled Metal Foam Manufactured by the Foundry Route: Processes, Performances and Applications.</a> Advanced Engineering Materials. 13 (11), 1066-1071 (2011).</li>
<li>LeMay, J. D., Hopper, R. W., Hrubesh, L. W., Pekala, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-Density+Microcellular+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Research+Society+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Low-Density Microcellular Materials.</a> Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19-20 (1990).</li>
<li>Seliger, H., Deuther, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Die+Herstellung+von+Schaum-+und+Zellaluminium%5BTitle%5D)+AND+%22Feiburger+Forschungshefte%22%5BJournal%5D)">Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium.</a> Feiburger Forschungshefte. , 103-129 (1965).</li>
<li>Kuchek, H. A. Method of Making Porous Metallic Article. US patent. , 3,236,706 (1966).</li>
<li>Han, F., Cheng, H., Wang, J., Wang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+pore+combination+on+the+mechanical+properties+of+an+open+cell+aluminum+foam%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Effect of pore combination on the mechanical properties of an open cell aluminum foam.</a> Scripta Materialia. 50 (1), 13-17 (2004).</li>
<li>Cao, X. -q, Wang, Z. -h, Ma, H. -w, Zhao, L. -m, Yang, G. -t <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+cell+size+on+compressive+properties+of+aluminum+foam%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+Nonferrous+Metals+Society+of+China%22%5BJournal%5D)">Effects of cell size on compressive properties of aluminum foam.</a> Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 16, 351-356 (2006).</li>
<li>Abdulla, T., Yerokhin, A., Goodall, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+plasma+electrolytic+oxidation+coating+on+the+specific+strength+of+open-cell+aluminium+foams%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Effect of plasma electrolytic oxidation coating on the specific strength of open-cell aluminium foams.</a> Materials & Design. 32, 3742-3749 (2011).</li>
<li>San Marchi, C., Mortensen, A. Fabrication and Comprehensive Response of Open-cell Aluminum Foams with Sub-millimeter Pores. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSan+Marchi%2C+C+%22Euromat99%22">Euromat99</a>. Clyne, T. W., Simancik, F. 5, DGM/Wiley-VCH. Munich, Germany. 34(1999).</li>
<li>San Marchi, C., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+of+open-cell+aluminium+foam%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Deformation of open-cell aluminium foam.</a> Acta Materialia. 49 (19), 3959-3969 (2001).</li>
<li>Goodall, R., Despois, J. F., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sintering+of+NaCl+powder%3A+Mechanisms+and+first+stage+kinetics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+European+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">Sintering of NaCl powder: Mechanisms and first stage kinetics.</a> Journal of the European Ceramic Society. 26 (16), 3487-3497 (2006).</li>
<li>Despois, J. F., Conde, Y., San Marchi, C., Mortensen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tensile+Behaviour+of+Replicated+Aluminium+Foams%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Tensile Behaviour of Replicated Aluminium Foams.</a> Advanced Engineering Materials. 6 (6), 444-447 (2004).</li>
<li>Zhao, Y. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stochastic+Modelling+of+Removability+of+NaCl+in+Sintering+and+Dissolution+Process+to+Produce+Al+Foams%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Porous+Materials%22%5BJournal%5D)">Stochastic Modelling of Removability of NaCl in Sintering and Dissolution Process to Produce Al Foams.</a> Journal of Porous Materials. 10 (2), 105-111 (2003).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Opisana tu podstawowa metoda była stosowana w różnych formach przez innych badaczy. Omówiono niektóre z kluczowych wariantów, które pozwalają na tworzenie pianek różnego rodzaju. Charakteryzując te pianki, zmierzyliśmy porowatość, ponieważ jest to szybka i łatwa do dokonania ocena, ale scharakteryzowanie innych cech strukturalnych, takich jak wielkość porów, powierzchnia właściwa lub grubość rozpórki, może być wymagane do uzyskania pełnego zrozumienia charakterystyki pianki dla różnych zastosowań. W praktyce, w przypadku...

A journal reference was corrected in the publication of <a href="http://www.jove.com/video/52268">Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity</a>. 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:
<ol start="21"><li>LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., &#38; Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19&#8211;20 (1990).Seliger, H., &#38; Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103&#8211;129 (1965).</li></ol>
to:
<ol start="21"><li>LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., &#38; Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19&#8211;20 (1990).</li>
<li>Seliger, H., &#38; Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103&#8211;129 (1965).</li></ol>

Erratum: Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Pianki metalowe przyciągnęły duże zainteresowanie i wysiłek badawczy w ostatnich latach, jak pokazuje duża liczba prac cytowanych w obszernych artykułach przeglądowych, takich jak Banhart1, Conde et al.2 lub ostatnio Goodall i Mortensen3. Wśród metod stosowanych do produkcji materiału proces replikacji wyróżnia się eksperymentalną prostotą oraz stopniem kontroli nad końcową strukturą piany, jaki można zaoferować. Należy zauważyć, że chociaż w literaturze takie materiały są często opisywane jako pianki (i są tutaj), ponieważ nie są wytwarzane przez pęcherzyki gazu w cieczy, bardziej odpowiednie są nazywane metalami porowatymi lub metalami mikrokomórkowymi.
Pierwszy raport o procesie replikacji pojawił się na początku lat sześćdziesiątych4 i od tego czasu był dalej rozwijany na różnych etapach, z zauważalnymi postępami grupy badawczej Mortensena w Ecole Polytechnique Federale de Lausanne w Szwajcarii.
Proces polega na odlaniu metalu wokół preformy cząstek, która określa kształt porowatości w końcowym materiale2, 5. Po schłodzeniu preforma może zostać usunięta przez ługowanie rozpuszczalnikiem lub pirolizę, która powoduje utlenianie. Popularnym zastosowaniem tej techniki jest wykorzystanie NaCl jako uchwytu przestrzeni do produkcji pianek aluminiowych5-10 lub ze stopów aluminium11-14. NaCl ma kilka zalet, takich jak to, że jest łatwo dostępny, nietoksyczny i może być usunięty z piany przez rozpuszczenie w wodzie. Dzięki temperaturze topnienia 801 °C może być stosowany z metalami, które mają temperaturę topnienia niższą niż ta wartość, najczęściej z aluminium, ale istnieją również przykłady zastosowania z materiałami takimi jak szkło metaliczne luzem, poprzez nawilżanie mieszaniny ciekłego stopu szkła metalicznego na bazie palladu i granulek NaCl15. Zastąpienie NaCl materiałami o wyższej temperaturze topnienia pozwala również na produkcję pianek z metali o wyższej temperaturze topnienia16. Może to obejmować inne materiały rozpuszczalne w wodzie lub nierozpuszczalne, w tym różne rodzaje piasku. W tej formie proces staje się bardziej podobny do konwencjonalnego odlewania w piasku, ponieważ do usunięcia piasku wymagane są strumienie wody pod wysokim ciśnieniem17, 18 lub różne formy mycia19 lub mieszania20.
Zasadniczy proces21 przebiega poprzez pobranie ziaren NaCl i umieszczenie ich w formie4, 22, 23. Podstawowa metoda została wykorzystana do wytwarzania pianek aluminiowych i stopów aluminium24-26 w szerokim zakresie badań zachowania piany. Wprowadzono dodatkowe kroki w celu dalszej kontroli gęstości i zwiększenia wzajemnych połączeń porów; Obejmują one zagęszczenie preformy. Aby zagęścić preformę, zastosowano spiekanie27, 28 i było używane w różnych eksperymentach od13 roku, przy czym zachowanie spiekania NaCl opiera się na temperaturze, wielkości granulek i gęstości opisanych przez Goodalla i wsp.29. Inną metodą stosowaną w tym celu jest prasowanie izostatyczne na zimno ()5, 30; Jest to szybsza technika, która pozwala osiągnąć większe spektrum porównywalnych gęstości. Procedura może być również wykonywana w stanie stałym z proszkiem metalu i ziarnami NaCl, a następnie jest czasami nazywana procesem spiekania i rozpuszczania31.
Pełny przegląd dotychczasowego użycia techniki replikacji i porównanie z innymi technikami znajduje się w Goodall i Mortensen3.
W tej pracy szczegółowo opisujemy sprzęt i protokoły eksperymentalne, które były używane do przetwarzania pianek metalowych metodą replikacji, a które są stosunkowo łatwe do wdrożenia w warunkach laboratorium badawczego. Ważne jest, aby przyznać, że w innych grupach badawczych istnieją inne wersje sprzętu, o różnych możliwościach, i że chociaż prezentowany tutaj sprzęt jest odpowiedni do przetwarzania materiału, nie jest to jedyna wersja lub protokół, który można zmusić do działania. W każdym razie dokładne zrozumienie konkretnej metody jest niezbędne do osiągnięcia sukcesu w eksperymencie.
Dokładne używane protokoły są szczegółowo opisane poniżej. Warianty protokołu (A, B, C i D) mają niewielkie zmiany między nimi, których głównym celem jest zmiana gęstości wytwarzanych pianek. Porowatość obliczono na podstawie pomiarów masy nasypowej próbek, ich objętości oraz gęstości aluminium (2,7 g/cm3). Opracowując opisane metody wytwarzania pianki aluminiowej metodą replikacji, starano się w jak najmniejszym stopniu ograniczyć ilość zaawansowanych urządzeń, tak aby metoda była jak najłatwiejsza do wdrożenia. Inne warianty, które mogą być używane na różnych etapach, zostaną omówione później.

<table><tbody><tr><td>Sól</td><td>Hydrosoft</td><td>Sól granulowana 25 kg 855754 http://www.travisperkins.co.uk/p/hydrosoft-granular-salt-25kg/855754/3893446</td><td></td></tr><tr><td>Aluminium</td><td>William Rowland</td><td>Sztabki aluminiowe 99,87% czystości 25&nbsp; kg bęben</td><td>http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-1</td></tr><tr><td>tygiel</td><td>Morgan Advance Materials</td><td>Tygiel syncarb</td><td>http://www.morganmms.com/crucibles-foundry-products/crucibles/syncarb/</td></tr> <tr><td>Piece</td><td>Elite Thermal Systems</td><td>TLCF10/27-3216CP & 2116 O/T</td><td>http://www.elitefurnaces.com/eng/products/furnaces/1200%20Top%20Loading%20Furnaces.php</td></tr><tr><td>Forma</td><td>prętowa University of Sheffield</td><td>Wykonana na zamówienie</td><td>stal nierdzewna 304, 15&nbsp; cm wysokość, 5&nbsp; cm średnica wewnętrzna, 6&nbsp; cm średnica zewnętrzna</td></tr><tr><td>Piła taśmowa</td><td>Clarke</td><td>CBS45MD (6" x 4 1/2") 370W 060710025</td><td>http://www.machinemart.co.uk/shop/product/details/cbs45md-41-2in-x-6in-metal-cutting-ban</td></tr><tr><td>Papier ścierny</td><td>Wickes</td><td>Specjalistyczny papier ścierny na mokro i na sucho 501885</td><td></td></tr><tr><td>http://www.wickes.co.uk/Specialist-Wet+Dry-Sandpaper-PK4/p/501885 Sita</td><td>Fisher Scientific</td><td>Fisherbrand sita testowe 200 mm diamater</td><td>http://www.fisher.co.uk/product/brand_listing.php/F/Fisherbrand/Sieve</td></tr><tr><td>Balance</td><td>Precisa</td><td>XB 6200C</td><td>http://www.precisa.co.uk/precision_balances.php</td></tr><tr><td>Azotek boru</td><td>Kennametal</td><td>500 ml puszka</td> <td>z aerozolemhttp://www.kennametal.com/content/dam/kennametal/kennametal/common/Resources/Catalogs-Literature/Advanced%20Materials%20and%20Wear%20Components/B-13-03401_ceramic_powders _brochure_EN.pdf</td></tr><tr><td>Forma infiltracyjna, podstawa i pokrywka</td><td>University of Sheffield</td><td>Wykonana na zamówienie</td><td>stal nierdzewna 304, 15&nbsp; cm wysokość, 5.1&nbsp; cm średnica wewnętrzna, 6&nbsp; cm średnica zewnętrzna</td></tr><tr><td>Forma cylindryczna</td><td>University of Sheffield</td><td>Custom Made</td><td>Stal niskowęglowa 1020, 15 cm wysokość, 5 cm średnica wewnętrzna, 6 cm średnica zewnętrzna</td></tr><tr><td>Uszczelka grafitowa</td><td>Gee</td><td>Graphite Geegraf Grafit wzmocniony stalą nierdzewną 1&nbsp; mm grubości</td><td>http://www.geegraphite.com/steel_reinforced.html</td></tr><tr><td>Młotek</td><td>Thor Hammer Co., Ltd.</td><td>Okrągły solidny super plastikowy młotek</td><td>http://www.thorhammer.com/Mallets/Round/</td></tr> <tr><td>klucz</td><td>Kennedy Professional</td><td>13 mm Klucz płasko-oczkowy z grzechotką KEN5822166K</td><td></td></tr><tr><td>https://www.cromwell.co.uk/KEN5822166K Nakrętki</td><td>Matlock</td><td>M8 Stalowa nakrętka sześciokątna ocynkowana</td><td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6400068J</td></tr><tr><td>Podkładki</td> stalowe <td>Matlock</td><td>M8 Form-A bzp</td><td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6451208H</td></tr><tr><td>Nakrętki SS</td><td>Matlock</td><td>M8 A2 st / st pełna nakrętka sześciokątna</td><td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6423008F</td></tr><tr><td>Podkładki SS</td><td>Matlock</td><td>M8 A2 st / st Podkładka form-A</td><td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6464008H</td></tr><tr><td>Kołki ze stali nierdzewnej</td><td>Cromwell</td><td>M8 x 1 Mtr A2 Kołki ze stali nierdzewnej</td><td>QFT6397080K https://www.cromwell.co.uk/QFT6397080K</td></tr><tr><td>Zawory</td><td>Edwards</td><td>C33205000 SP16K, Membrana nitrylowa</td><td>https://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=C33205000</td></tr><tr><td>Złączka krzyżowa</td><td>Edwards</td><td>C10512412 NW16 Krzyżak Aluminiowy</td><td>https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512412/View.aspx</td></tr><tr><td>T</td><td>Edwards</td><td>C10512411 NW16 Trójnik Aluminiowy</td><td>https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512411/View.aspx</td></tr><tr><td>Pompa próżniowa</td><td>Edwards</td><td>A36310940 E2M18 200-230/380-415V, 3-ph, 50 Hz</td><td>http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=A36310940</td></tr><tr><td>Czujnik zegarowy</td><td>Edwards</td><td>D35610000 CG16K, 0-1,040 mbar</td><td>http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=D35610000</td></tr><tr><td>Gaz argonowy</td><td>BOC</td><td>Pureshield Gaz</td> <td>argonowyhttp://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/industrial-gases/inert-gases/pureshield-argon/pureshield-argon.html</td></tr><tr><td>Wąż ze stali nierdzewnej</td><td>BOC</td><td>Wąż ze stali nierdzewnej</td><td>http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/hoses-and-pigtails/index.html</td></tr><tr><td>regulator</td> Regulator <td></td><td></td><td>serii BOC HP 1500</td></tr><tr><td>http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/regulators/single-stage-regulators/hp1500-series/hp1500-series.html Blok miedziany</td><td>William Rowland</td><td>Sztabka miedzi 25 kg</td><td></td></tr><tr><td>Imadło</td> http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-18 <td>Record</td><td>T84-34 H/Duty Eng Vice 4 1/2" Szczęki REC5658326K</td><td>https://www.cromwell.co.uk/REC5658326K</td></tr><tr><td>Beaker</td><td>Fisher Scientific</td><td>11567402 - Zlewka, przysadzista, z podziałką i dzióbkiem 800 ml</td><td>https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 D71B8CB37B475E94281E2BEA 5.ukhigjavappp11?productCode=11567402& resultSet Pozycja=0</td></tr><tr><td>Mieszanie gorącej płyty</td><td>Corning Corning</td><td>mieszanie gorącej płyty Corning Model 6798-420d</td><td>http://www.corning.com/lifesciences/us_canada/en/technical_resources/product_guid/shp/shp.aspx</td></tr><tr><td colspan="4">[nagłówek]</td></tr><tr><td>Mieszadło</td><td>Fisher Scientific</td><td>11848862 - PTFE Mieszadło + Pierścień 25x6 mm</td><td>https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 D71B8CB37B475E94281E2BEA 5.ukhigjavappp11?productCode=11848862& wynikZestaw Pozycja=0</td></tr><tr><td>Osuszacz powietrza</td><td>V05</td><td>V05 Max Air Turbo Dryer DR-120-GB</td><td></td></tr><tr><td>http://reviews.boots.com/2111-en_gb/1120627/v05-v05-max-air-turbo-hair-dryer-dr-120-gb-reviews/reviews.htm Blacha ceramiczna</td><td>Morgan Advance Materials</td><td>Koc Kaowool o grubości 2 mm</td><td>http://www.morganthermalceramics.com/downloads/datasheets?f[0]=field_type%3A84</td></tr><tr><td>Stół wibracyjny</td><td>Peveril Maszyny</td><td>Stół wibracyjny Pevco 1.25&nbsp; m x 0,625&nbsp; m x 0,6&nbsp; m</td><td>https://peverilmachinery.co.uk/equipment/vibrating-tables</td></tr></tbody></table>

protokoły odlewnicze do produkcji pianek aluminiowych o otwartych komórkach techniką replikacji i wpływ na porowatość

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Pianki metalowe są interesującymi materiałami zarówno z punktu widzenia podstawowego zrozumienia, jak i praktycznych zastosowań. Zaproponowano zastosowania, a w wielu przypadkach zweryfikowano je eksperymentalnie, dla lekkich lub pochłaniających energię uderzenia konstrukcji, takich jak wymienniki ciepła lub elektrody o dużej powierzchni, jako implanty do ciała i wiele innych. Chociaż poczyniono ogromne postępy w zrozumieniu zależności między ich strukturą a właściwościami, duża liczba różnych technik przetwarzania, z których każda wytwarza materiał o innych cechach i strukturze, oznacza, że zrozumienie indywidualnych skutków wszystkich aspektów struktury nie jest pełne. Proces replikacji, w którym stopiony metal jest infiltrowany między ziarnami usuwalnego materiału preformowego, pozwala na znacznie wysoki stopień kontroli i został wykorzystany z dobrym skutkiem do wyjaśnienia niektórych z tych zależności. Niemniej jednak proces ten składa się z wielu etapów, które są zależne od indywidualnego "know-how", a niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie szczegółowego opisu wszystkich etapów jednego przykładu wykonania tej metody przetwarzania, przy użyciu materiałów i sprzętu, które byłyby stosunkowo łatwe do skonfigurowania w środowisku badawczym. Celem tego protokołu i jego wariantów jest produkcja pianek metalowych w efektywny i prosty sposób, dający możliwość dostosowania wyników próbek poprzez modyfikację niektórych etapów procesu. W ten sposób można uzyskać pianki aluminiowe o otwartych komórkach o średnicy porów 1–2,36 mm i porowatości od 61% do 77%.

Na Rysunku 4, w celach ilustracyjnych, przedstawiono morfologię ziaren NaCl (kanciaste i sferyczne). Piany otrzymane zgodnie z Protokołem A przygotowano przy użyciu ziaren o kształcie kanciastym, natomiast pozostałe wykonano z ziaren sferycznych. Stwierdzono, że zastosowanie ziaren NaCl o różnych kształtach nie miało zauważalnego wpływu na porowatość uzyskaną w próbkach.
Z wyników możemy wywnioskować, że próbki a, b i c (przygotowane zgodnie z Protokołem A) są średnio w 63% po...

Replikacja jest jedną z technik przetwarzania używanych do produkcji porowatych gąbek metalowych. W artykule przedstawiono szczegółowo jedną implementację metody wytwarzania porowatego aluminium o otwartych komórkach.

Protokoły odlewnicze do produkcji pianek aluminiowych o otwartych komórkach techniką replikacji i wpływ na porowatość

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Ogólnym celem tej procedury jest wytworzenie pianki metalowej metodą infiltracji. Osiąga się to poprzez najpierw załadowanie formy drobnym chlorkiem sodu na dole, infiltrację, chlorek sodu w środku i aluminiowy pręt na górze. Następnie umieść pokrywę na komorze.Drugim krokiem jest przymocowanie formy do systemu zaworów i umieszczenie jej w nagrzanym piecu w celu stopienia aluminium. Następnie na stopione aluminium przykładane jest ciśnienie argonu, wtłaczając go w wolne przestrzenie między infiltracją ziaren chlorku sodu. Ostatnim krokiem jest wyjęcie formy z pieca i pobranie próbki piany.Następnie przyciąć próbkę na wymiar i usunąć chlorek sodu w łaźni wodnej. Ostatecznie masa i objętość próbki wskażą jej gęstość i poinformują o modyfikacjach protokołu w celu uzyskania pianek o różnych właściwościach. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą miały trudności, ponieważ niewielkie różnice w procedurze mają duży wpływ na wynik.W pierwszym kroku ustaw piec tak, aby zwiększał temperaturę o 20 stopni Celsjusza na minutę do temperatury końcowej 740 stopni Celsjusza, gdy osiąga temperaturę końcową, rozpocznij przygotowanie preformy, preforma zostanie umieszczona w formie. Forma w tym eksperymencie jest cylindryczna, ma 150 milimetrów wysokości i wewnętrzną średnicę 51 milimetrów. Przed tym eksperymentem odlano wlewek aluminiowy o czystości handlowej do użycia w formie.Aluminium jest uformowane w cylindryczny pręt o średnicy 50 milimetrów. Pręt jest cięty na cztery równe części wystarczające na cztery eksperymenty. Następnie rozpocznij zbieranie chlorku sodu, który ma być użyty do infiltracji.Wybierz sito z otworami o wielkości najmniejszej dopuszczalnej średnicy, a drugie z otworami o wielkości największej średnicy porów. Umieść pojemnik do złapania przefiltrowanego chlorku sodu na ławce. Na wierzchu umieść sitko z najmniejszym otworem.Umieść w tym miejscu sito z większymi otworami nad nim, gotowe, o wysokiej czystości lub chlorku sodu z supermarketu. Wsyp około 500 gramów chlorku sodu do pojemnika i wlej go do ułożonych w stos sit. Następnie mieszaj sita przez minutę Po wymieszaniu wyrzuć zawartość górnego sita.Wyrzuć również chlorek sodu z dolnego pojemnika. Chlorek sodu znajdujący się na środkowym sicie zostanie użyty do infiltracji po jego zważeniu. W eksperymencie przedstawionym w tym filmie wykorzystano zarówno naciek, chlorek sodu, jak i drobny chlorek sodu.Użyj techniki sita raz, aby zebrać 150 gramów nacieku, chlorku sodu, a drugi raz, aby zebrać 100 gramów drobnego chlorku sodu. Po zebraniu chlorku sodu przystąp do pracy z formą rozsączającą. Powinien być czysty i wolny od wszelkich zanieczyszczeń z poprzedniego użytkowania.Użyj aerozolu z azotku boru w sprayu, aby utworzyć cienką powłokę wewnątrz cylindra. Po wyschnięciu cylindra użyj drobnego papieru ściernego, aby usunąć pozostałości azotku boru z końców cylindra z przygotowaną formą. Pracuj z podstawą formy.Umieść uszczelkę grafitową w rowku podstawy. Następnie umieść dolną część cylindra formy w rowku na górze uszczelki za pomocą młotka, postukaj w górną część cylindra, aby zabezpieczyć go w podstawie przed kontynuowaniem. Teraz weź 100 gramów chlorku sodu winorośli i wlej go do cylindra formy.Umieść nieprzycięty pręt aluminiowy na górze i lekko uderz w niego młotkiem, aby zwiększyć gęstość upakowania i spłaszczyć powierzchnię chlorku sodu. Usuń nieodcięty pręt i kontynuuj, wlewając chlorek sodu, który ma zostać przeniknięty do formy. Przytrzymaj górną część cylindra na miejscu i podnieś podstawę, aby lekko potrząsnąć zespołem, aż chlorek sodu utworzy płaską powierzchnię u góry.Następnie umieść przygotowany pręt aluminiowy na wierzchu preformy chlorku sodu. Umieść pokrywę formy z uszczelką na cylindrze formy i zabezpiecz ją. Przetransportuj formę do miejsca, w którym zostanie przymocowana do zasilania gazem i pompy próżniowej.Zasznuruj formę pod rurką systemu zaworów. Następnie prawidłowo przymocuj rurkę do górnej części pokrywy. Zawory znajdujące się bezpośrednio nad formą kontrolują izolację przepływu, argonu i dostęp do pompy próżniowej.Początkowo wszystkie zawory powinny być zamknięte. Aby przetestować uszczelnienie formy, otwórz zawory do formy i pompy próżniowej. Pompuj do najniższego możliwego ciśnienia przed zatrzymaniem i sprawdzeniem wskaźnika strat.Po przetestowaniu uszczelki formy przywróć system do ciśnienia otoczenia za pomocą zaworu nadmiarowego pompy. Kontynuuj, zamykając zawór, prowadzący do pompy próżniowej. Gdy forma jest nadal przymocowana do układu zaworów, przenieś formę do nagrzanego pieca.Niech tam pozostanie przez godzinę. Po godzinie rozpocznij proces infiltracji Zamykając zawór do formy, wszystkie zawory w układzie powinny być zamknięte. Następnie otwórz zawory butli z gazem Argonne.Aby zapewnić ciśnienie infiltracji, przygotuj się do otwarcia zaworu formy. Szybko otwórz zawór formy i odczekaj minutę. Wyjmij formę z pieca i umieść ją na powierzchni chłodzącej, tutaj bloku miedzianego.Przez następne pięć minut monitoruj ciśnienie na regulatorze Argonne i dostosuj Argonne, aby utrzymać ciśnienie infiltracji. Gdy forma ostygnie, podejmij odpowiednie kroki, aby odłączyć ją od układu zaworów. Po wykonaniu tej czynności przetransportuj formę na stół warsztatowy, z którego można pobrać próbkę.Na stole warsztatowym wyposażonym w imadło zabezpiecz podstawę formy w uchwycie imadła i odkręć osprzęt przytrzymujący pokrywę do górnej części cylindra. Aby zdjąć górną część ze zdjętą górą, użyj młotka, aby lekko postukać w cylinder formy prostopadle do uchwytu imadła, aby poluzować cylinder formy z rowka podstawy. Następnie zwolnij uchwyt imadła, aby zdjąć podstawę formy.Po wyjęciu odłóż podstawę formy na bok i przygotuj się do umieszczenia cylindra formy w imadle. Zamocuj cylinder formy w uchwycie imadła tak, aby pozostałe aluminium w górnej części próbki było dostępne za pomocą młotka. Postukaj w pozostałe aluminium w górnej części próbki, aby wypchnąć ją z cylindra formy.Odzyskany materiał będzie miał próbkę pianki, a nadwyżki próbek aluminium o pożądanej wysokości będzie można ciąć za pomocą piły taśmowej. Po pobraniu próbek o pożądanej wysokości do cięcia, chlorek sodu musi zostać usunięty z preformy. Aby to zrobić, przygotuj zlewkę wypełnioną wystarczającą ilością wody, aby przykryć pianę, oraz magnetyczny pręt mieszający na mieszającej płycie grzejnej.Rozpocznij mieszanie i dodaj pianę. Ustaw temperaturę na 60 stopni Celsjusza i przygotuj się na wymianę wody co 10 minut, aż w piance nie pozostanie chlorek sodu. Protokół był przestrzegany trzykrotnie dla różnych rozmiarów ziaren chlorku sodu.Rozmiary porów pianki wahają się od jednego milimetra do około 1,2 milimetra, od 1,4 milimetra do 1,7 milimetra i od dwóch milimetrów do około 2,4 milimetra. Średnia porowatość próbek wynosi 70%Każda próbka jest wykonana z 99,95% aluminium i mierzy 51 milimetrów średnicy i około 25 milimetrów wysokości Po opanowaniu tę technikę można wykonać w ciągu dwóch godzin, jeśli zostanie wykonana prawidłowo.

casting-protocols-for-production-open-cell-aluminum-foams-replication

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Protokoły odlewania do produkcji aluminiowych pianek komórkowych otwartych techniką replikacji i wpływ na porowatość

Przedstawiamy dwa procesy mikrofabrykacji porowatych polimerowych chipów do trójwymiarowej hodowli komórek. Pierwszy z nich to tłoczenie na gorąco w połączeniu z procesem spawania oparami rozpuszczalnika. Drugi wykorzystuje niedawno opracowany proces mikrotermoformowania w połączeniu z technologią śladów jonowych, co prowadzi do znacznego uproszczenia produkcji.

Mikrofabrykacja rusztowań w skali chipa do trójwymiarowej hodowli komórek

Ten film opisuje metodę syntezy czystych pianek pochodzących z ECM bez potrzeby chemicznego sieciowania. Te pianki pochodzące z ECM znajdują zastosowanie jako zaawansowane modele hodowli komórkowych 3D in vitro lub jako proregeneracyjne biorusztowania.

Wytwarzanie pianki pochodzącej z macierzy zewnątrzkomórkowej poprzez liofilizację: procedura generowania rusztowań biologicznych z ECM tkanek zdecelularyzowanych

W tej pracy, rusztowania z poli(kwasu mlekowego)/glikolu polietylenowego (PLA/PEG) zostały przygotowane przy użyciu kombinacji mieszania stopionego i selektywnego ługowania. Omawiana tu metoda pozwoliła na opracowanie rusztowań trójwarstwowych poprzez ścisłą kontrolę zarówno porowatości, jak i wielkości porów. Właściwości mechaniczne oceniano również w środowisku fizjologicznym.

Łatwa i przyjazna dla środowiska metoda wytwarzania rusztowań z poli(kwasu mlekowego) o stopniowanej wielkości porów

Tkankowa matryca zewnątrzkomórkowa (ECM) jest kluczowym mediatorem funkcji komórki. W artykule opisano metody syntezy czystych pianek i mikronośników pochodzących z ECM, które są stabilne w hodowli bez konieczności sieciowania chemicznego do zastosowań w zaawansowanych modelach hodowli komórkowych 3D in vitro lub jako proregeneracyjne biorusztowania.

Wytwarzanie pianek i mikronośników pochodzących z macierzy zewnątrzkomórkowej jako specyficznych tkankowo platform do hodowli i dostarczania komórek

To badanie przedstawia metodologię przygotowania 3D, biodegradowalnych, pianopodobnych rusztowań komórkowych opartych na biokompatybilnych elastomerach ciekłokrystalicznych o łańcuchu bocznym (LCE). Eksperymenty z mikroskopią konfokalną pokazują, że podobne do piany LCE pozwalają na przyłączanie komórek, proliferację i spontaniczne ustawianie mioblastów C2C12.

Synteza biokompatybilnych pianek elastomerowych ciekłokrystalicznych jako rusztowań komórkowych do przestrzennych hodowli komórkowych 3D

Przedstawiamy procedurę wysoce kontrolowanego i pozbawionego zmarszczek transferu cienkich warstw kopolimeru blokowego na porowate podłoża za pomocą wydrukowanej w 3D komory drenażowej. Konstrukcja studzienki odpływowej ma ogólne znaczenie dla wszystkich procedur obejmujących przenoszenie warstw makromolekularnych na porowate podłoża, co zwykle odbywa się ręcznie w niepowtarzalny sposób.

Procedura przenoszenia folii polimerowych na porowate podłoża ze zminimalizowanymi wadami

Ten artykuł opisuje protokół wraz z analizą porównawczą dwóch technik wytwarzania mikroprzepływowego, a mianowicie fotolitografii/trawienia na mokro/termicznego łączenia oraz selektywnego trawienia indukowanego laserem (SLE), które są odpowiednie dla warunków wysokiego ciśnienia. Techniki te stanowią platformy umożliwiające bezpośrednią obserwację przepływu płynów w zastępczych ośrodkach przepuszczalnych i systemach szczelinowych w warunkach złożowych.

Techniki wytwarzania mikroprzepływowego do wysokociśnieniowych prób transportu nadkrytycznej piany CO2 w mikroskali w pękniętych zbiornikach niekonwencjonalnych

Obecny protokół opisuje wytwarzanie wysoce otwartych porowatych mikrosfer (HOPM) na bazie poli(kwasu mlekowo-ko-glikolowego) za pomocą opartej na pojedynczej emulsji technologii mikroprzepływowej. Mikrosfery te mają potencjalne zastosowania w inżynierii tkankowej i badaniach przesiewowych leków.

Wytwarzanie wysoce otwartych porowatych mikrosfer (HOPM) za pomocą technologii mikroprzepływowej

Minimalizacja zmienności frakcji cząstek w granulowanych rusztowaniach ułatwia powtarzalne eksperymenty. W pracy opisano metody generowania rusztowań ziarnistych o kontrolowanych frakcjach cząstek do zastosowań w inżynierii tkankowej in vitro.

Kontrolowanie frakcji cząstek w mikroporowatych rusztowaniach z wyżarzonymi cząstkami do hodowli komórek 3D

Protokół ten przedstawia ulepszoną procedurę wyjmowania z formy dla techniki podwójnego odlewania polidimetylosiloksanu (PDMS) poprzez wprowadzenie oleju silikonowego jako nieadhezyjnej bariery między warstwami PDMS. W przeciwieństwie do metod plazmowej lub chemicznej modyfikacji powierzchni, podejście to nie wymaga specjalistycznego ani kosztownego sprzętu, co czyni je bardziej dostępną i opłacalną alternatywą.

Ulepszone podwójne odlewanie polidimetylosiloksanu (PDMS) poprzez obróbkę olejem silikonowym w celu gęsto upakowanej replikacji mikrostruktury

Badanie opisuje metodę piany z użyciem dwutlenku węgla nadkrytyczną do produkcji pian poliesterowych z włókna węglowego i bambusa (butylen-adypinat-ko-tereftalan).

Przygotowanie pien poliestrowych z włókna węglowego i bambusa (butylen-adipian-ko-terereftalan) poprzez piankę z dwutlenkiem węgla nadkrytyczną

Poznaj metodę infiltracji do produkcji porowatych pianek aluminiowych o otwartych komórkach. Technika wykorzystuje chlorek sodu i ciśnienie argonu do formowania struktur metalowych o kontrolowanej porowatości.

Protokoły odlewnicze do produkcji pianek aluminiowych o otwartych komórkach techniką replikacji i wpływ na porowatość

Przeglądaj więcej filmów