Application des métaux moussés comme matériaux fonctionnels

MousseMétalLes s sont principalement utilisés comme matériaux fonctionnels dans les domaines suivants :

(1)BatterieMatériaux d'électrodes

Exploitant la légèreté, l'énergie massique élevée et le rendement d'absorption-conversion élevé de la mousse de plomb poreuse, elle sert de matériau de grille pour les batteries plomb-acide. Les matériaux actifs sont uniformément enrobés dans les pores de la mousse de plomb pour former les électrodes de la batterie. La structure tridimensionnelle des grilles de mousse de plomb améliore la distribution du courant, réduit la résistance interne, optimise la cinétique de réaction et augmente la capacité massique et la densité énergétique. Les mousses métalliques à haute porosité produites par métallurgie des poudres ont été appliquées avec succès aux piles à combustible.

(2) Supports de catalyseur

Les métaux mousses, grâce à leur grande surface spécifique, leur résilience mécanique et leur conductivité thermique, sont des supports de catalyseurs idéaux. Par exemple, une suspension chargée de catalyseur est imprégnée dans un matériau résistant à la corrosion.métal mousseFeuilles, puis laminage et traitement à haute température pour obtenir une liaison solide. Cette conception assure la stabilité du catalyseur, même en cas de chocs thermiques répétés. Ces supports sont utilisés dans le traitement des gaz d'échappement des centrales électriques pour la réduction des NOx.

(3) Amortisseurs acoustiques

Les mousses métalliques, composées de squelettes et de pores métalliques, offrent une excellente absorption acoustique et un excellent amortissement des vibrations. Leur porosité spécifique permet une absorption ciblée des fréquences.Mousse d'aluminiumDéveloppé au Japon, aux États-Unis et en Allemagne, il est utilisé dans les systèmes marins, ferroviaires et automobiles. Le titane poreux, à faible densité et résistant à la chaleur et à la corrosion, est utilisé dans les silencieux d'échappement des turbines à gaz, exigeant durabilité et légèreté.

(4) Filtration et séparation

Les filtres en mousse métallique allient perméabilité aux fluides et rétention des particules solides. Les mousses en acier inoxydable et en cuivre sont largement utilisées pour filtrer les solides dans les liquides (par exemple, les carburants, les polymères fondus, les suspensions) et les gaz. Leurs applications incluent le raffinage du pétrole, le traitement des polymères et la purification de l'air.

(5) Échangeurs de chaleur et refroidisseurs

Mousses en alliage de cuivre ou d'aluminiumLes mousses de cuivre, caractérisées par une surface spécifique et une conductivité thermique élevées, sont utilisées dans les caloducs et les échangeurs de chaleur. Leur structure poreuse facilite le transfert de chaleur lors du passage des fluides. Le refroidissement par transpiration exploite la porosité des mousses métalliques : le fluide de refroidissement (liquide/gaz) forme une couche limite isolante stable, permettant une gestion thermique exceptionnelle. Les mousses de cuivre à haute porosité sont déjà utilisées dans les caloducs de pointe.

(6) Pare-flammes

La conductivité thermique et la surface élevées des mousses métalliques permettent d'éteindre les flammes. Installées dans les conduites de méthane/gaz naturel à proximité de sources d'inflammation, elles bloquent efficacement la propagation des flammes lors des incidents de combustion.

(7) Matériaux biomédicaux

La biocompatibilité du titane poreux le rend adapté aux applications médicales, telles que les implants orthopédiques (par exemple, les tiges fémorales en titane poreux) et les racines dentaires. Les composites en alliage tungstène-chrome-nickel sont utilisés dans les prothèses valvulaires cardiaques. Parmi les autres applications, on trouve les systèmes de contrôle des fluides (par exemple, les retardateurs de signaux en automatisation), les dispositifs de stockage et de transport de fluides, les pulvérisateurs, le blindage électromagnétique, la purification de l'eau et les systèmes de contrôle acoustique.