Metal Foam označuje špeciálne kovové materiály s penovými pórmi. Vďaka svojim jedinečným štrukturálnym vlastnostiam má kovová pena rad dobrých výhod, ako je nízka hustota, dobrá tepelná izolácia, dobrá zvuková izolácia a schopnosť absorbovať elektromagnetické vlny.

Má vysokú priedušnosť, takmer všetky póry sú spojené, BET pórov je veľká a malá objemová hmotnosť.

Klasifikácia kovovej peny

Metal Foam sú hlavne ako hliníková pena, medená pena, niklová pena a iné zliatinové peny.

Hliníková pena so zliatinami je ľahká a má vlastnosti pohlcovania zvuku, tepelnej izolácie, redukcie vibrácií, pohlcovania nárazovej energie a elektromagnetických vĺn atď. Sú vhodné na ochrannú vrstvu rakiet, lietadiel a ich zotavovacích častí, nárazníkov automobilov, atď. elektromechanické zariadenie na redukciu vibrácií, tieniaci kryt impulzného zdroja proti elektromagnetickým vlnám atď.

Vďaka spojenej štruktúre pórov a vysokej pórovitosti má niklová pena vysoký plynový výkon, vysoký špecifický povrch a kapilárnu silu. Väčšinou sa používa ako funkčný materiál na výrobu filtrov tekutín, atomizérov, katalyzátorov, dosiek batérií a výmenníkov tepla.

Medená pena má dobrú vodivosť a ťažnosť, nižšie náklady na prípravu ako niklová pena a lepšiu vodivosť, takže ju možno použiť pri príprave materiálov batériových anód (nosičov), nosičov katalyzátorov a materiálov elektromagnetického tienenia.

Najmä medená pena sa používa ako základný materiál elektród batérie, čo má zrejmé výhody. Odolnosť medi proti korózii však nie je taká dobrá ako odolnosť niklu, čo obmedzuje jej použitie.

Aplikácie kovovej peny

Kovové peny majú určitú pevnosť, ťažnosť a prispôsobivosť a môžu sa použiť ako ľahké konštrukčné materiály. Tento materiál sa už dlho používa ako jadrový materiál pre letecké klipy. V leteckom a raketovom priemysle sa kovové peny používajú ako ľahké, teplo prenášajúce nosné konštrukcie.Keďže sa dá na konštrukciu privariť, nalepiť alebo galvanicky pokovovať, možno z neho vyrobiť sendvičový nosný prvok. Ako podpera pre kovový plášť krídla, podpera proti zrúteniu pre predný kužeľ strely (kvôli jej dobrej tepelnej vodivosti) a podvozok kozmickej lode atď.

V stavebníctve je kovová pena potrebná na výrobu ľahkých, tvrdých a ohňovzdorných prvkov, zábradlí alebo podpier pre tieto veci. Zrýchľovanie a spomaľovanie moderných výťahov pri vysokej frekvencii a vysokej rýchlosti tiež vyžaduje ľahkú štruktúru penového kovu, ktorá má absorpciu energie a vlastnosti ložísk na zníženie spotreby energie.Valcové škrupiny sú široko používané v inžinierskych konštrukciách, ako sú trupy lietadiel a ropné plošiny na mori.Tenkostenné cylindrické škrupiny sú náchylné na poškodenie pri zaťažení, ale ak je plášť podopretý súvislými penovými zvitkami, štruktúra má väčšiu pevnosť ako nevystužený stredový plášť rovnakého priemeru a veľkosti.

Medená pena sa ľahko vyrába a ľahko deformuje, preto je vhodná na spojovacie prvky.

Kovové peny môžu byť tiež použité ako výstuže pre mnohé organické, anorganické a kovové materiály. Napríklad materiál hliníkovej zliatiny vystuženej niklovou penou (NFRA) sa vyrába po stuhnutí vyplnením roztaveného hliníka do niklovej peny.

Penový kov je veľmi vhodný na použitie ako ľahký rolovací materiál na prenášanie rôznych panelov, plášťov a rúrok na výrobu rôznych laminovaných kompozitov. Typickým príkladom použitia poréznych materiálov v konštrukčných častiach sú sendvičové panely. Použité sendvičové panely v moderných lietadlách sa používa kompozitný plášť zo sklenených alebo uhlíkových vlákien. Táto vrstva kože je oddelená od živicového voštinového materiálu kovovým hliníkom alebo papierom alebo tuhou polymérovou penou, aby sendvičový panel získal veľkú špecifickú tuhosť v ohybe a špecifický ohyb pevnosť. Rovnaká technológia bola rozšírená aj na ďalšie aplikácie, kde je hmotnosť kľúčovým ukazovateľom: vesmírne lode, sane, pretekárske člny a pohyblivé budovy.

Nárazníková ochrana je tiež jedným z hlavných použití kovových pien, ktoré musia mať schopnosť absorbovať energiu pri riadení maximálnej sily pôsobiacej na chránený objekt pod hranicou spôsobenia poškodenia.

Pórovité peny sú veľmi vhodné pre takéto aplikácie. Riadením ich relatívnej hustoty možno silu kovových pien nastaviť v širokom rozsahu.