Pianka metalowa odnosi się do specjalnych materiałów metalowych z porami piankowymi. Dzięki swoim unikalnym właściwościom strukturalnym pianka metalowa ma szereg zalet, takich jak niska gęstość, dobre właściwości izolacji cieplnej, dobre właściwości izolacji akustycznej i zdolność pochłaniania fal elektromagnetycznych.

Posiada wysoką przepuszczalność powietrza, prawie wszystkie pory są połączone, BET porów jest duży i mała gęstość nasypowa.

Klasyfikacje pianki metalowej

Pianki metalowe występują głównie w postaci pianki aluminiowej, pianki miedzianej, pianki niklowej i pianek z innych stopów.

Pianka aluminiowa ze stopami jest lekka i ma właściwości pochłaniania dźwięku, izolacji cieplnej, redukcji drgań, pochłaniania energii uderzeń i fal elektromagnetycznych itp. Nadają się do ochrony przed uderzeniami pocisków, samolotów i ich części, zderzaków samochodowych, elektromechanicznych urządzeń redukujących drgania, osłon fal elektromagnetycznych zasilaczy impulsowych itp.

Ze względu na połączoną strukturę porów i wysoką porowatość, pianka niklowa ma wysoką wydajność gazową, dużą powierzchnię właściwą i siłę kapilarną. Jest najczęściej stosowana jako materiał funkcjonalny do produkcji filtrów płynów, atomizerów, konwerterów katalitycznych, płyt akumulatorowych i wymienników ciepła.

Pianka miedziana charakteryzuje się dobrą przewodnością elektryczną i ciągliwością, niższymi kosztami przygotowania niż pianka niklowa oraz lepszą przewodnością elektryczną, dzięki czemu może być stosowana do przygotowywania materiałów anodowych (nośników) akumulatorów, nośników katalizatorów i materiałów ekranujących pole elektromagnetyczne.

W szczególności pianka miedziana jest używana jako materiał bazowy elektrody baterii, co ma oczywiste zalety. Jednak odporność miedzi na korozję nie jest tak dobra jak niklu, co ogranicza jej zastosowanie.

Zastosowania pianki metalowej

Pianki metalowe charakteryzują się pewną wytrzymałością, ciągliwością i możliwością dodawania, i mogą być stosowane jako lekkie materiały konstrukcyjne. Materiał ten od dawna jest stosowany jako materiał rdzeniowy do klipsów lotniczych. W przemyśle lotniczym i rakietowym pianki metalowe są stosowane jako lekkie, przenoszące ciepło struktury wsporcze. Ponieważ można je spawać, klejić lub pokrywać galwanicznie, można z nich zrobić elementy łożyskowe typu sandwich. Takie jak podpora metalowej powłoki skrzydła, podpora zapobiegająca zapadnięciu się stożka nosowego pocisku (ze względu na dobrą przewodność cieplną) i podwozia statku kosmicznego itp.

W budownictwie pianka metalowa jest potrzebna do wytwarzania lekkich, twardych i ognioodpornych elementów, poręczy lub podpór do tych rzeczy. Przyspieszanie i zwalnianie nowoczesnych wind z dużą częstotliwością i dużą prędkością wymaga również lekkiej konstrukcji z spienionego metalu, który ma zarówno właściwości pochłaniania energii, jak i nośne, aby zmniejszyć zużycie energii. Cylindryczne skorupy są szeroko stosowane w konstrukcjach inżynieryjnych, takich jak kadłuby samolotów i morskie platformy wiertnicze. Cienkościenne cylindryczne skorupy są podatne na uszkodzenia pod wpływem obciążeń, ale jeśli skorupa jest podparta ciągłą pianką: cewki, konstrukcja ma większą wytrzymałość niż niewzmocniona centralna skorupa o tej samej średnicy i rozmiarze.

Pianka miedziana jest łatwa w produkcji i odkształcaniu, dlatego nadaje się do produkcji elementów złącznych.

Pianki metalowe można również stosować jako wzmocnienia wielu materiałów organicznych, nieorganicznych i metalowych. Na przykład materiał ze stopu aluminium wzmocnionego pianką niklową (NFRA) powstaje po zestaleniu poprzez wypełnienie pianki niklowej stopionym aluminium.

Pianka metalowa doskonale nadaje się do stosowania jako lekki materiał w rolkach do przenoszenia różnych paneli, powłok i rur w celu wytwarzania różnych laminowanych materiałów kompozytowych. Typowym przykładem zastosowania materiałów porowatych w elementach konstrukcyjnych są panele warstwowe. Panele warstwowe stosowane w nowoczesnych samolotach mają powłokę kompozytową z włókna szklanego lub węglowego. Ta warstwa powłoki jest oddzielona od materiału żywicznego o strukturze plastra miodu metalem, aluminium lub papierem albo sztywną pianką polimerową, aby nadać panelowi warstwowemu dużą właściwą sztywność zginania i właściwą wytrzymałość na zginanie. Tę samą technologię rozszerzono na inne zastosowania, w których masa jest kluczowym wskaźnikiem: statki kosmiczne, sanie, łodzie wyścigowe i ruchome budynki.

Ochrona buforowa to również jedno z głównych zastosowań pianek metalowych, które muszą mieć zdolność pochłaniania energii, a jednocześnie kontrolować maksymalną siłę działającą na chroniony obiekt, poniżej granicy powodującej uszkodzenie.

Pianki porowate doskonale nadają się do tego typu zastosowań. Dzięki kontrolowaniu gęstości względnej można regulować wytrzymałość pianek metalowych w szerokim zakresie.