1. Metall ko'pik va alyuminiy ko'pik nima
Tarix davomida ko'pikli metallning kashf etilishi material muhandisligining butun sohasi inqilobida muhim bosqich bo'ldi. Metall ko'pik - bu ko'p miqdordagi teshiklarga ega bo'lgan va struktura bo'ylab gaz bilan to'ldirilgan metall konstruktsiyadan tashkil topgan materialdir [2]. Ushbu metall ko'piklarning teshiklari bir-biriga bog'langan yoki muhrlangan bo'lishi mumkin va 2 (a) (b) [3]-rasmda ko'rsatilganidek, mos ravishda ochiq hujayrali ko'pik va yopiq hujayrali ko'pik deb ataladi. Ular orasida alyuminiy ko'pikli material hozirgi vaqtda yuqori porozlik, past zichlik, engil vazn, yuqori quvvat, yaxshi siqilish, kuchli zarba assimilyatsiya qilish, yaxshi ovoz assimilyatsiya qilish va yaxshi elektromagnit ekranlash ko'rsatkichlari tufayli eng istiqbolli ko'pikli metall hisoblanadi. Aerokosmik muhandislik, ishlab chiqarish va fizika fanlari sohalarida boshqa ishlov berish usullarida keng qo'llaniladigan "metall yulduz" [4] deb nomlanuvchi ajoyib ishlash.
Shakl 2. Ko'pikli alyuminiyning strukturaviy xususiyatlari: (a) ochiq hujayrali alyuminiy ko'pik; (B) Yopiq hujayrali alyuminiy ko'pik [3]
2. Ko'pikli alyuminiyning kashf etilishi
Tarix davomida suyak, yog'och va pomza kabi materiallar uzoq vaqt davomida keng qo'llanilgan. Ko'pgina tadqiqotchilar ushbu materiallarning foydaliligi metall ko'pik kabi sun'iy materiallarni ishlab chiqarishga yordam berganligini taxmin qilmoqdalar. Hozirgi vaqtda qo'llanilayotgan ko'pikli texnologiyalarning aksariyati 1950-yillardan beri taklif qilingan bo'lsa-da, tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, alyuminiy ko'pikli kashfiyotlar 1926 yilda, Ma De Meller frantsuz patentida metall ko'pikni birinchi marta eslatib o'tganida kuzatilishi mumkin. Meller bir vaqtlar metallni ko'piklash jarayoniga erigan metallga inert gazni kiritish yoki eritilgan metallda karbonat kabi ko'pikli vositani qo'llash orqali erishish mumkinligini taklif qildi. Garchi bu faqat g'oyaga asoslangan patent bo'lsa-da, alyuminiy ko'pikni ishlab chiqishda zarur bo'lgan keyingi qadamlar uchun asos yaratadi. Jon C. Elliott 20 yil o'tgach, bu g'oyani yanada rivojlantirdi, Meller patentining yangilangan versiyasini loyihalashtirdi va birinchi mavjud alyuminiy ko'pikni taqdim etdi, bu esa o'z navbatida 1990-yillarda Yaponiyada materialning tijoratlashuviga hissa qo'shdi. Chiqarish poydevor qo'ydi [5].
3. Ko'pikli alyuminiyning ishlashi va qo'llanilishi
Ko'pikli alyuminiy yuqori porozlik va gözenekli tuzilishga ega bo'lgan metall bo'lib, unda muhrlangan teshiklar metall materialning umumiy hajmining to'rtdan uch qismini tashkil qiladi, bu materialni juda engil qiladi [7]. Yuqoridagi xususiyatlarga qo'shimcha ravishda, ko'pikli alyuminiy ham ta'sirchan energiyani yutish xususiyatlariga va yuqori siqilishga ega [7]. Zichlikka kelsak, tadqiqotchilar ko'pchilik alyuminiy ko'pikli namunalarning zichligi taxminan 0,4-1,2 g·sm-3 ekanligini aniqladilar [6]. Bundan tashqari, alyuminiy ko'pikli, shuningdek, tovushni yutish, qayta ishlash va past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega [7].
Qo'llash nuqtai nazaridan, alyuminiy ko'pikning elektromagnit himoyasi, engilligi va changni yutish xususiyatlari uni ekstremal jismoniy muhitga chidamliligi tufayli boshqariladigan yadroviy termoyadroviy qurilmalar, avtomobillar, aerokosmik va qurilish sanoatida ishlatiladigan komponentlar uchun ideal nomzod qiladi. Boshqariladigan yadroviy termoyadroviy qurilmada yopiq hujayrali alyuminiy ko'pik mukammal elektromagnit himoya qiluvchi materialdir. Alyuminiy ko'pikli skeletning o'zaro bog'liqligi tufayli u juda katta o'ziga xos sirt maydoniga ega va elektromagnit to'lqinlarni singdirish va aks ettirish qobiliyatiga ega. Ko'pikli alyuminiy mukammal elektromagnit himoya ko'rsatkichlariga ega bo'lishi uchun turli xil yo'qotishlar, masalan, assimilyatsiya yo'qolishi, aks ettirish yo'qolishi va hokazo. Bundan tashqari, ko'pikli alyuminiyning elektromagnit himoya qilish samaradorligi elektromagnit to'lqin chastotasining oshishi bilan avval pasayish, keyin esa ortib borish tendentsiyasini ko'rsatishi aniqlandi [3]. Aerokosmik sanoatida ko'pikli alyuminiy kosmik konuslar yoki turbina qismlarini tayyorlash uchun ishlatiladi. Ko'pikli alyuminiyning past sifati tufayli u samolyot qismlarining umumiy og'irligini kamaytirish uchun ayniqsa foydalidir [7]. Va mukammal energiya yutuvchi material sifatida ko'pikli alyuminiy kosmik kemaning buferlarini, tebranish absorberlarini va kosmik kemaning qaytib kabinasining pastki qismini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, shunda kosmik kema xavfsiz qo'nishga erishadi va kosmonavtlar va kosmik uskunalar xavfsizligini himoya qiladi. Samarali energiyani yutish va zarbani yutish orqali ko'pikli alyuminiy 3-rasmda ko'rsatilganidek, kosmik kemaning qo'nishi ta'sirida astronavtlarning xavfsizligini ta'minlashi mumkin [8].
3-rasm. Zarbaga chidamli sintganing qisman tuzilishi takomillashtirilgan[8]
1 - yuqori teri; 2-ko'pikli alyuminiy stringerlar; 3 - pastki teri
Avtomobil sanoatida ko'pikli alyuminiy ramkada ishlatiladigan qismlarning umumiy sonini kamaytirishga yordam beradi, yig'ish jarayonini samaraliroq qiladi va oxir-oqibat xarajatlarni kamaytirishga va ish faoliyatini yaxshilashga yordam beradi [7]. Hozirgi vaqtda ko'pikli alyuminiy bozorda 4-rasmda ko'rsatilganidek, avtomobil tanasi konstruktsiyalarida to'qnashuvga qarshi panjaralar, to'sinlar va eshik to'sinlarida qo'llaniladi [9-10].
Shakl 4. (a) avtomobil kuzovining energiyani qisman yutuvchi qismlari diagrammasi;
(B) Ko'pikli alyuminiy to'qnashuvga qarshi barning sxematik diagrammasi
Qurilish sanoatida ko'pikli alyuminiydan asosiy foydalanish kuchli shovqinni oldini olish uchun himoya, yong'inga chidamli to'siq sifatida ishlatiladi. Arxitekturada yopiq hujayrali alyuminiy ko'pikning odatiy qo'llanilishi Shanxay SOHO Fuxing Plaza hisoblanadi. Dizayner 6-rasmda ko'rsatilganidek, tovushni yutish va izolyatsiya qilish uchun ko'p miqdorda ko'pikli alyuminiydan foydalanadi [11].
Ko'pikli alyuminiyning kashf etilishi ajoyib yutuq deb hisoblanadi. Ko'pikli alyuminiy material mukammal elektromagnit ekranlash ko'rsatkichlari, engil, past zichlik, zarba assimilyatsiya qilish va energiya assimilyatsiya qilish ko'rsatkichlarini birlashtiradi, shuning uchun bugungi kunda turli sohalarda juda yaxshi ko'rsatkichlarga ega. Keng qo'llanilishi. Qizig'i shundaki, alyuminiy ko'pikli, shuningdek, qayta ishlanishi mumkin bo'lgan ekologik toza mahsulotdir, ya'ni u barqaror materialdir va kelajakda sanoat dasturlarida ko'p miqdorda qo'llanilishi kutilmoqda.
Yuborilgan vaqt: 30-noyabr-2021
