رونمایی از فوم فلزی با بیشترین میزان جذب انرژی توسط محققان ایرانی

۵۵آنلاین :

به گزارش 55 آنلاین :

فوم کامپوزیتی فلز-پلیمر استحکام بالا با بیشترین میزان جذب انرژی توسط دکتر محمدجواد نیری عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مواد دانشگاه آزاد اسلامی رونمایی شد

مزيت اصلی اين نسل از فوم‌ها در چیدمان منظم و قابل طراحی ساختار فوم، چگالی كمتر در برابر فوم‌های مشابه، استحکام و میزان جذب انرژی بالا و نیز عدم وابستگی خواص فوم به حفرات آن است.

همچنین جذب انرژی بیشتر و نسبت استحکام به وزن بالاتر از ویژگی‌های این دسته از فوم‌های ابداعی است که در صنایع مختلف از جمله حمل و نقل، دفاعی، پزشکی و غیره کاربرد دارد.

به گفته دکتر محمد جواد نیری سرپرست تیم تحقیقاتی، فوم‌های فلزی سلول بسته دسته‌ای از مواد پیشرفته هستند که به عنوان جاذب انرژی در صنایع مختلف کاربرد وسیعی دارند.

خواص و ويژگی‌های فوم‌های فلزی سلول بسته تحت تاثیر شكل، اندازه و توزيع حفره‌ها و نیز خواص و شكل هندسی ديواره‌های سلولی آن است.

در فرآيندهای فوم سازی چه به روش متالورژی پودر و چه به روش ذوبی، امكان كنترل نحوه تشكیل، رشد و قرارگیری حبابها وجود ندارد كه اين خود باعث ناهمگنی در ساختار و در نتیجه خواص مكانیكی فوم ميشود.

استفاده از كره‌های تو خالی پیش ساخته راهكار مناسبی برای غلبه بر مشكل عدم همگنی حفرات در ساختار فوم است. افزايش استحكام، قابلیت جذب انرژی و يكنواختي تغییر شكل از مزايای استفاده از فوم‌های سینتكتیک است. متاسفانه عدم توانايی در توزيع يكنواخت كره‌ها در ساختار فوم سینتكتیک تولیدی (چه به روش متالورژی پودر و په روش ذوبی) كه منجر به عدم يكنواختی در فاصله بین كره‌ها می‌شود، امكان دستیابی به حداكثر پتانسیل استفاده از اين كره‌ها را محدود ميكند. علاوه بر اين، به دلیل عدم چیدمان يكسان كره‌ها، رفتار فوم‌های تولیدی نوسان خواهد داشت و عملاً منجر به عدم تكرار پذيری آزمايش‌ها و خواص نمونه‌های تولیدی می‌شود. لذا در صورت توانايی در چیدمان حفره‌ها به شكل بهینه، می‌توان از حداكثر خواص ماده سلولی بهره برد. از طرف ديگر، در حین تولید فوم سینتكتیک به روش متالورژی پودر و يا حتي ذوبی، به دلیل اعمال فشار، امكان ترك خوردن كرهها (به خصوص در مواردی كه كره ترد باشد) وجود دارد. همچنین در موارد بسیاری امكان واكنش مذاب با كره و تشكیل فازهای ترد، تیغه‌ای شكل و يا حتی به تغییر تركیب شیمیايی وجود دارد كه خود منجر به كاهش خواص مكانیكی می‌شود.

ایشان اضافه کردند در فوم‌های فلزی سلول بسته با افزایش استحکام، میزان له شدگی کاهش یافته و در نتیجه قابلیت جذب انرژی فوم کاهش می‌یابد. این در حالی است که در فوم حاضر علاوه بر استحکام بالای فوم، به بیشترین قابلیت جذب انرژی دست یافته شد (۴۰‌٪ بیش از تمامی فوم‌های فلزی موجود مشابه). علاوه بر خواص مکانیکی بالا، مزیت دیگر این دسته از فوم‌ها قابلیت سفارشی کردن آنهاست به نحوی که بر خلاف تمام فوم‌های تولید شده تاکنون،‌ امكان طراحی ساختار فوم بر اساس ويژگی‌ها و كاربرد مورد نیاز مشتری فراهم است. همچنین عدم بروز واكنش بین فلز و پلیمر، چگالی كمتر در برابر فوم‌های مشابه و عدم وابستگی خواص فوم به خواص كره‌های موجود، از ديگر ويژگی‌های بارز اين فوم‌ها است. استحكام فشاری فوم تولید شده بر اساس نوع چیدمان و پارامترهای هندسی متغیر است. با توجه به چگالی كم فوم تولیدی (۱/۴ تا ۱/۹ گرم بر سانتيمتر مكعب) و نیز كرنش چگالش بالای به دست آمده (۸۰‌٪)، انرژی جذب شده ويژه فوم مقدار بالايی (تا ۴۵ مگاژول بر متر مكعب) در مقايسه با فوم‌های ديگر است.

برخی از کاربردهای فوم ابداعی را می‌توان در صنایع دفاعی به علت مقاومت بالا در برابر ضربه و موج انفجار، صنایع هوا فضا، سیستم حمل ونقل مانند قطار، اتومبیل و اتوبوس‌ها به عنوان جاذب انرژی در تصادف، محفظه‌های مقاوم در برابر تشعشع ، صنایع پزشکی و ساختمانی و غیره دانست.‌ همچنین انتقال حرارت پایین‌تر نسبت به فوم‌های فلزی مشابه، باعث می‌شود این فوم ابداعی بعنوان یک عایق حرارتی بسیار خوب با ثبات گرمایی برتر و مقاومت عالی در برابر آتش عمل کند.

آقای دکتر نیری در مصاحبه با خبرنگار 55 آنلاین افزود : با همکاری گروه فوم فلزی دانشگاه صنعتی امیرکبیر به سرپرستی جناب آقای دکتر محمدحسین میرباقری تحقیقات در مسیر پیشرفت است و در آینده‌ای نزدیک شاهد پیشرفت بیشتر و نتایج بهتر در خواص فوم ابداعی هستند. همچنین در حال حاضر آماده مذاکره با صنایع مختلف به منظور جذب سرمایه برای تولید انبوه و تجاری سازی آن برای استفاده در صنایع مختلف هستند.

لازم به تذکر است که محققان خارجی با هزینه های بسیار زیاد تنها توانسته اند فومی طراحی کنند که کمتر از پنجاه درصد خواص تولید شده توسط دکتر نیری را دارد .