Aplicação de Metais Espumados como Materiais Funcionais

EspumaMetals são aplicados principalmente como materiais funcionais nas seguintes áreas:

(1)BateriaMateriais de eletrodos

Utilizando a leveza, a alta energia específica e a alta eficiência de absorção-conversão da espuma de chumbo porosa, ela serve como material de grade para baterias de chumbo-ácido. Materiais ativos são revestidos uniformemente dentro dos poros da espuma de chumbo para criar os eletrodos da bateria. A estrutura tridimensional da rede de espuma de chumbo melhora a distribuição de corrente, reduz a resistência interna, aprimora a cinética da reação e aumenta a capacidade específica e a densidade de energia. Espumas metálicas de alta porosidade produzidas por metalurgia do pó têm sido aplicadas com sucesso em células de combustível.

(2) Transportadores de catalisadores

Metais espumosos, com sua grande área superficial específica, resiliência mecânica e condutividade térmica, são transportadores de catalisadores ideais. Por exemplo, a pasta carregada com catalisador é impregnada em materiais resistentes à corrosão.espuma metálicafolhas, seguidas de laminação e tratamento de alta temperatura para obter uma ligação forte. Este design garante a estabilidade do catalisador mesmo sob choques térmicos repetidos. Esses transportadores são usados ​​no tratamento de gases de escape de usinas de energia para redução de NOx.

(3) Amortecedores Acústicos

Espumas metálicas, compostas por esqueletos e poros metálicos, apresentam excelente absorção sonora e amortecimento de vibrações. Níveis específicos de porosidade permitem absorção de frequência direcionada.Espuma de alumínioDesenvolvido no Japão, EUA e Alemanha, tem sido aplicado em sistemas marítimos, ferroviários e automotivos. O titânio poroso, de baixa densidade, resistente ao calor e à corrosão, é empregado em silenciadores de exaustão de turbinas a gás que exigem durabilidade e baixo peso.

(4) Filtração e Separação

Filtros metálicos de espuma combinam permeabilidade a fluidos com retenção de partículas sólidas. Espumas de aço inoxidável e cobre são amplamente utilizadas para filtrar sólidos em líquidos (por exemplo, combustíveis, polímeros fundidos, suspensões) e gases. As aplicações incluem refino de petróleo, processamento de polímeros e purificação do ar.

(5) Trocadores de calor e resfriadores

Espumas de liga de cobre ou alumínio, com alta área superficial e condutividade térmica, são utilizadas em tubos de calor e trocadores de calor. Sua estrutura porosa facilita a transferência eficiente de calor à medida que os fluidos passam. O resfriamento por transpiração potencializa a porosidade dos metais de espuma: o meio de resfriamento (líquido/gás) forma uma camada limite isolante estável, proporcionando um gerenciamento térmico excepcional. Espumas de cobre de alta porosidade já são utilizadas em tubos de calor avançados.

(6) Corta-chamas

A alta condutividade térmica e a área de superfície dos metais de espuma permitem a supressão de chamas. Instalados em gasodutos de metano/gás natural próximos a fontes de ignição, eles bloqueiam eficazmente a propagação das chamas durante incidentes de combustão.

(7) Materiais Biomédicos

A biocompatibilidade do titânio poroso o torna adequado para aplicações médicas, como implantes ortopédicos (por exemplo, hastes femorais de titânio poroso) e raízes dentárias. Compósitos de liga de tungstênio-cromo-níquel são utilizados em próteses de válvulas cardíacas. Outras aplicações incluem sistemas de controle de fluidos (por exemplo, retardadores de sinal em automação), dispositivos de armazenamento/transporte de fluidos, pulverizadores, blindagem eletromagnética, purificação de água e sistemas de controle acústico.