11 декабря 2014 г.
Репликация — это один из методов обработки, используемых для производства губок из пористого металла. В данной работе подробно показана одна из реализаций метода производства пористого алюминия с открытыми порами.
Общая цель этой процедуры заключается в получении металлической пены методом инфильтрации. Это достигается путем предварительной загрузки формы с мелким хлоридом натрия на дне, инфильтрацией, хлоридом натрия посередине и алюминиевым стержнем сверху. Затем ставим крышку на камеру.
Второй шаг — прикрепить форму к системе клапанов и поместить ее в предварительно разогретую печь для плавления алюминия. Далее давление газообразного аргона прикладывается к расплавленному алюминию, загоняя его в свободные пространства между инфильтрационными зернами хлорида натрия. Заключительные шаги заключаются в извлечении формы из печи и извлечении образца пены.
Затем нарежьте образец по размеру и удалите хлорид натрия на водяной бане. В конечном счете, вес и объем образца будут указывать на его плотность и информировать о внесении изменений в протокол для получения пен различных характеристик. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности, потому что незначительные изменения в процедуре оказывают большое влияние на результат.
В качестве первого шага установите печь на увеличение температуры на 20 градусов Цельсия в минуту до конечной температуры 740 градусов Цельсия, когда она достигнет своей конечной температуры, начните подготовку преформы, преформа будет помещена в форму. Форма в этом эксперименте имеет цилиндрическую форму высотой 150 миллиметров и внутренним диаметром 51 миллиметр. Перед этим экспериментом был отлит алюминиевый слиток коммерческой чистоты для использования в форме.
Из алюминия формируется цилиндрический стержень диаметром 50 миллиметров. Брусок разрезают на четыре равные части, достаточные для четырех экспериментов. Затем начните сбор хлорида натрия, который будет использоваться для инфильтрации.
Выберите сито с отверстиями размером примерно наименьшего приемлемого диаметра, и другое с отверстиями размером примерно с наибольший диаметр пор. Поставьте на скамейку емкость для улавливания отфильтрованного хлорида натрия. Поверх этого поставьте сито с самым маленьким отверстием.
Поместите сито с большими отверстиями над ним в этот момент, готовый, либо высокой чистоты, либо хлорид натрия из супермаркета. Положите в емкость примерно 500 грамм хлорида натрия и высыпьте его в уложенные друг на друга сита. Затем взбалтывайте сита в течение минуты После перемешивания выбросьте содержимое верхнего сита.
Также выбросьте хлорид натрия со дна емкости. Хлорид натрия в среднем сите будет использоваться для инфильтрации после его взвешивания. В эксперименте в этом видео используется как инфильтрационный хлорид натрия, так и мелкий хлорид натрия.
Используйте технику сита один раз, чтобы собрать 150 граммов инфильтрата, хлорида натрия, и второй раз, чтобы собрать 100 граммов мелкого хлорида натрия. После сбора хлорида натрия приступайте к работе с инфильтрационной формой. Он должен быть чистым и без каких-либо загрязнений от предыдущего использования.
Используйте аэрозольный спрей на основе нитрида бора, чтобы создать тонкое покрытие внутри цилиндра. После того, как цилиндр высохнет, используйте мелкую наждачную бумагу, чтобы удалить остатки нитрида бора с торцов цилиндра с подготовленной формой. Работа с основанием пресс-формы.
Поместите графитовую прокладку на паз основания. Затем поместите дно цилиндра формы в паз в верхней части прокладки с помощью молотка, постучите по верхней части цилиндра, чтобы закрепить его в основании, прежде чем продолжить. Теперь достаньте 100 грамм лозы хлорида натрия и залейте его в цилиндр формы.
Поместите сверху неразрезанный алюминиевый брусок и слегка постучите по нему молотком, чтобы увеличить плотность упаковки и сделать поверхность хлорида натрия плоской. Снимите неразрезанный брусок и засыпьте хлорид натрия, который будет инфильтрирован в форму. Удерживайте верхнюю часть цилиндра на месте и возьмите основание, чтобы слегка встряхнуть сборку, пока хлорид натрия не образует плоскую поверхность в верхней части.
Далее поместите подготовленный алюминиевый брусок поверх заготовки из хлорида натрия. Поместите крышку формы с прокладкой на цилиндр формы сверху и закрепите ее. Транспортируйте форму туда, где она будет прикреплена к газоподающему и вакуумному насосу.
Зашнуруйте форму под трубкой для клапанной системы. Затем правильно прикрепите трубку к верхней части крышки. Клапаны, расположенные непосредственно над формой, контролируют изоляцию потока газа аргона в форме и доступ к вакуумному насосу.
Изначально все клапаны должны быть закрыты. Чтобы проверить уплотнение пресс-формы, откройте клапаны пресс-формы и вакуумного насоса. Насос работает до минимально возможного давления перед остановкой и проверкой уровня потерь.
После проверки уплотнения пресс-формы верните систему к давлению окружающей среды с помощью предохранительного клапана насоса. Продолжайте, закрыв клапан, ведущий к вакуумному насосу. Пока форма все еще прикреплена к клапанной системе, переместите форму в предварительно разогретую печь.
Оставьте его там на один час. Через час запустите процесс инфильтрации Закрыв клапан для формы, все клапаны в системе должны быть закрыты. Далее откройте клапаны к Аргоннскому газовому баллону.
Чтобы обеспечить инфильтрационное давление, подготовьтесь к открытию клапана формы. Быстро откройте клапан формы и подождите одну минуту. Выньте форму из печи и поместите ее на охлаждающую поверхность сюда, медный блок.
В течение следующих пяти минут контролируйте давление на регуляторе Argonne и отрегулируйте Argonne для поддержания инфильтрационного давления. Когда форма достаточно остынет, примите соответствующие меры по ее отсоединению от клапанной системы. Когда это будет сделано, транспортируйте форму на верстак, где можно извлечь образец.
На верстаке, оснащенном тисками, закрепите основание формы в тисках и открутите фурнитуру, удерживающую крышку в верхней части цилиндра. Чтобы снять верхнюю часть со снятой верхушкой, с помощью молотка слегка постучите по цилиндру формы перпендикулярно рукоятке тисков, чтобы освободить цилиндр формы от канавки основания. Затем отпустите тиски, чтобы снять основание формы.
После снятия отложите основание формы в сторону и приготовьтесь поместить цилиндр формы в тиски. Закрепите цилиндр формы в тисках так, чтобы оставшийся алюминий в верхней части образца был доступен с помощью молотка. Постучите по оставшемуся алюминию в верхней части образца, чтобы вытолкнуть его из цилиндра формы.
Из восстановленного материала будет взят образец пенопласта, излишки алюминиевых образцов нужной высоты можно будет вырезать с помощью ленточной пилы. После того как образцы нужной высоты нужно разрезать, хлорид натрия необходимо удалить из заготовки. Для этого имейте стакан, наполненный достаточным количеством воды, чтобы покрыть пену, и магнитную мешалку на помешивающей горячей плите.
Начните помешивание и добавьте пену. Установите температуру на 60 градусов по Цельсию и будьте готовы менять воду каждые 10 минут, пока в пене не не останется хлорида натрия. Протокол был соблюден три раза для зерен хлорида натрия разного размера.
Размеры пор пены варьируются от одного миллиметра до примерно 1,2 миллиметра, от 1,4 миллиметра до 1,7 миллиметра и от двух миллиметров до примерно 2,4 миллиметра. Средняя пористость образцов составляет 70%Каждый образец изготовлен из алюминия на 99,95% и имеет размеры 51 миллиметр в диаметре и около 25 миллиметров в высоту.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данной статье подробно описывается метод получения пористых металлических губок, в частности, метод инфильтрации, используемый для создания алюминиевых пен с открытыми порами. Процесс включает загрузку формы хлоридом натрия и алюминием с последующим плавлением и приложением давления для формирования пены.
Точный контроль пористости и структуры алюминиевой пены с открытыми порами позволяет разрабатывать передовые материалы для применения в биофармацевтических исследованиях, где требуется высокая площадь поверхности.&D, таких как фильтрация, катализ и проектирование электродов. Описанный протокол литья методом репликации обеспечивает воспроизводимый способ настройки характеристик пены, что позволяет с уверенностью прогнозировать свойства материала. Эта возможность имеет решающее значение для внедрения новых материалов в процессы поиска и доклинические исследования, где необходимы стабильность и возможность регулирования свойств.
Данный протокол литья является частью процесса инновационной разработки материалов, связывая этапы первичного поиска, скрининга и трансляционных исследований за счет обеспечения воспроизводимого производства перестраиваемых пен с открытыми порами.