Deformation mechanisms in metal composite foams

Mecanismos de deformación en espumas de compuestos metálicos

El artículo presenta los mecanismos que conducen a la deformación de la estructura espacial de las espumas compuestas y las fases de destrucción de la espuma. Se examinan diversos tipos de deformación en función de la estructura de la espuma. La descripción pertinente hace uso de modelos elementales reconocidos de celdas cuboidales abiertas y cerradas. La producción de espuma mediante el soplado de un gas en un compuesto líquido (AlSi9-SiC) permite controlar la cantidad de energía absorbida durante la destrucción de espumas sometidas a compresión libre en un eje.

INTRODUCCIÓN

Las espumas metálicas se caracterizan por una elevada porosidad, que suele oscilar entre el 75 y el 95 %. En consecuencia, su densidad es del 5 - 25 % de la densidad del metal utilizado para producirlas.

Los poros de las espumas metálicas, al igual que los de las espumas cerámicas y poliméricas, pueden ser abiertos o cerrados [1 - 3], dependiendo principalmente del método de fabricación. Existe una estrecha relación entre el método de fabricación de la espuma y su estructura (distribución, tamaño, poros abiertos/cerrados, forma de los poros, grosor de las paredes de los poros, etc.), por lo que las propiedades de estos materiales varían. En muchos casos, el material utilizado para hacer espuma determina la elección de la tecnología.

El método adecuado para fabricar espumas metálicas a partir de metales puros o sus aleaciones conduce a un ámbito bastante restringido de cambios en las propiedades de la espuma. La gama de propiedades funcionales de las espumas y la capacidad de controlar estas propiedades pueden ampliarse utilizando materiales multifásicos. Estos incluyen materiales compuestos hechos combinando al menos dos materiales física y químicamente diferentes de tal manera que, según la definición [4] - "con una buena conexión mutua, debe haber un límite visible entre ellos y la distribución de la fase de refuerzo debe ser posiblemente homogénea en todo el volumen de la matriz". Los compuestos metalocerámicos, con una amplia gama de componentes, pueden utilizarse para fabricar espumas de propiedades específicas que, satisfaciendo los principios de la ingeniería de materiales, amplían las oportunidades de diseño.

El Departamento de Ingeniería de Materiales Marinos de la Universidad Marítima de Szczecin ha llevado a cabo investigaciones sobre tecnologías de compuestos metálicos, centrándose en las espumas compuestas de aluminio estabilizadas con partículas cerámicas. La tecnología de fundición de espumas de compuestos metálicos de soplado de un gas en un metal líquido [3 - 6] permite controlar de forma eficiente y flexible, en términos de alcance de la estructura de la espuma, sus propiedades.