1. Ինչ է մետաղական փրփուրը և ալյումինե փրփուրը
Պատմության ընթացքում մետաղի փրփուրի հայտնաբերումը կարևոր իրադարձություն է նյութերի ճարտարագիտության ողջ ոլորտի հեղափոխության մեջ: Մետաղական փրփուրը մետաղական կառուցվածքից կազմված նյութ է, որն ունի մեծ քանակությամբ ծակոտիներ և կառուցվածքի երկայնքով լցված է գազով [2]։ Այս մետաղական փրփուրների ծակոտիները կարող են փոխկապակցված կամ կնքված լինել և համապատասխանաբար կոչվում են բաց և փակ բջջային փրփուր, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2(a)(b) [3]-ում: Դրանցից ալյումինե փրփրված նյութը ներկայումս ամենախոստումնալից փրփուր մետաղն է` շնորհիվ իր բարձր ծակոտկենության, ցածր խտության, թեթև քաշի, բարձր ամրության, լավ սեղմելիության, ուժեղ ազդեցության կլանման, ձայնի լավ կլանման և լավ էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ կատարողականության: Գերազանց կատարում, հետևաբար հայտնի է որպես «մետաղական աստղ» [4], որը լայնորեն օգտագործվում է մշակման այլ մեթոդներում՝ ավիատիեզերական ճարտարագիտության, արտադրության և ֆիզիկական գիտությունների ոլորտներում։
Նկար 2. Ալյումինի փրփուրի կառուցվածքային բնութագրերը. ա) բաց բջիջներով ալյումինե փրփուր; (B) Փակ բջջային ալյումինե փրփուր [3]
2. Ալյումինի փրփուրի հայտնաբերումը
Պատմության ընթացքում այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ոսկորը, փայտը և պեմզան, լայնորեն օգտագործվել են երկար ժամանակ։ Շատ հետազոտողներ կանխատեսում են, որ այդ նյութերի օգտակարությունը նպաստել է տեխնածին նյութերի արտադրությանը, ինչպիսիք են մետաղական փրփուրը: Չնայած ներկայումս կիրառվող փրփրման տեխնոլոգիաների մեծ մասն առաջարկվել է 1950-ականներից, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ալյումինի փրփուրի հայտնաբերումը կարելի է գտնել 1926 թվականին, երբ Մա Դե Մելլերն առաջին անգամ հիշատակեց մետաղի փրփուրը ֆրանսիական արտոնագրում: Մելլերը մի անգամ առաջարկել է, որ մետաղի փրփրման գործընթացին կարելի է հասնել հալած մետաղի մեջ իներտ գազ ներմուծելով կամ հալած մետաղի մեջ փրփրացնող միջոց օգտագործելու միջոցով, ինչպիսին է կարբոնատը: Չնայած սա պարզապես գաղափարի վրա հիմնված արտոնագիր է, այն հիմք է դնում ալյումինե փրփուրի մշակման համար պահանջվող հաջորդ քայլերի համար: Ջոն Ք. Էլիոթը հետագայում զարգացրեց այս գաղափարը 20 տարի անց՝ նախագծելով Մելլերի արտոնագրի թարմացված տարբերակը և ներկայացնելով առաջին հասանելի ալյումինե փրփուրը, որն իր հերթին նպաստեց նյութի առևտրայնացմանը Ճապոնիայում 1990-ականներին: Ազատումը հիմք դրեց [5]։
3. Ալյումինե փրփուրի կատարում և կիրառում
Ալյումինի փրփուրը բարձր ծակոտկենությամբ և ծակոտկեն կառուցվածքով մետաղ է, որի մեջ փակ ծակոտիները կազմում են մետաղական նյութի ընդհանուր ծավալի մոտ երեք քառորդը, ինչը նյութը դարձնում է շատ թեթև [7]: Բացի վերը նշված բնութագրերից, ալյումինե փրփուրն ունի նաև էներգիայի կլանման տպավորիչ բնութագրեր և բարձր սեղմելիություն [7]: Ինչ վերաբերում է խտությանը, հետազոտողները պարզել են, որ ալյումինի փրփրված նմուշների մեծ մասի խտությունը կազմում է մոտ 0,4-1,2 գ·սմ-3 [6]: Բացի այդ, ալյումինե փրփուրը ունի նաև ձայնի կլանումը, վերամշակման հնարավորությունը և ցածր ջերմային հաղորդունակությունը [7]:
Կիրառման առումով, ալյումինե փրփուրի էլեկտրամագնիսական պաշտպանությունը, թեթև քաշը և ներծծող հատկությունները այն դարձնում են իդեալական թեկնածու բաղադրիչների համար, որոնք օգտագործվում են վերահսկվող միջուկային միաձուլման սարքերում, ավտոմեքենաներում, օդատիեզերական ոլորտում և շինարարական արդյունաբերություններում, քանի որ դրա դիմադրությունը ծայրահեղ ֆիզիկական միջավայրերին է: Կառավարվող միջուկային միաձուլման սարքում փակ բջջային ալյումինե փրփուրը հիանալի էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ նյութ է: Ալյումինե փրփուրի կմախքի փոխկապակցման շնորհիվ այն ունի հսկայական հատուկ մակերես և էլեկտրամագնիսական ալիքները կլանելու և արտացոլելու լավ ունակություն: Տարբեր կորուստներ են տեղի ունենում, ինչպիսիք են կլանման կորուստը, արտացոլման կորուստը և այլն, այնպես որ փրփրված ալյումինն ունի գերազանց էլեկտրամագնիսական պաշտպանություն: Ավելին, պարզվել է նաև, որ փրփրված ալյումինի էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ արդյունավետությունը ցույց է տվել սկզբում նվազման, իսկ հետո աճի միտում՝ էլեկտրամագնիսական ալիքների հաճախականության աճով [3]: Ավիատիեզերական արդյունաբերության մեջ փրփրված ալյումինն օգտագործվում է տիեզերական կոնների կամ տուրբինի մասեր պատրաստելու համար։ Փրփրած ալյումինի ցածր որակի պատճառով այն հատկապես օգտակար է ինքնաթիռի բաղադրիչների ընդհանուր քաշը նվազեցնելու համար [7]: Եվ որպես էներգիա կլանող հիանալի նյութ, փրփրված ալյումինը օգտագործվում է տիեզերանավի բուֆերների, թրթռման կլանիչների և տիեզերանավի վերադարձի խցիկի հատակի արտադրության համար, որպեսզի տիեզերանավը կարողանա անվտանգ վայրէջք կատարել և պաշտպանել տիեզերագնացների և տիեզերական սարքավորումների անվտանգությունը: Էներգիայի արդյունավետ կլանման և հարվածների կլանման միջոցով փրփրված ալյումինը կարող է ապահովել տիեզերագնացների անվտանգությունը տիեզերանավի վայրէջքի ազդեցության տակ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում [8]:
Գծապատկեր 3. Հարվածությանը դիմացկուն բլիթի բարելավված մասնակի կառուցվածքը[8]
1-վերին մաշկը; 2-փրփուր ալյումինե լարեր; 3-ցածր մաշկ
Ավտոմոբիլային արդյունաբերությունում փրփրված ալյումինն օգնում է նվազեցնել շրջանակում օգտագործվող մասերի ընդհանուր քանակը, ավելի արդյունավետ է դարձնում հավաքման գործընթացը և, ի վերջո, օգնում է նվազեցնել ծախսերը և բարելավել կատարումը [7]: Ներկայումս փրփուր ալյումինն օգտագործվում է շուկայում ավտոմեքենաների թափքի կառույցներում հակաբախման ճաղերի, ճառագայթների և դռների ճառագայթների մեջ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 4-ում [9-10]:
Նկար 4. (ա) մեքենայի թափքի մասնակի էներգիա կլանող մասերի դիագրամ է.
(B) Փրփուր ալյումինե հակաբախման բարի սխեմատիկ դիագրամ
Շինարարության ոլորտում փրփրված ալյումինի հիմնական օգտագործումը հանդիսանում է որպես պաշտպանիչ, հրակայուն պատնեշ՝ ուժեղ աղմուկը կանխելու համար: Փակ բջջային ալյումինե փրփուրի տիպիկ կիրառումը ճարտարապետության մեջ Շանհայի SOHO Fuxing Plaza-ն է: Ձայնը կլանելու և մեկուսացնելու համար դիզայները օգտագործում է մեծ քանակությամբ փրփուր ալյումին, ինչպես ցույց է տրված Նկար 6-ում [11]:
Ալյումինի փրփուրի հայտնաբերումը համարվում է ուշագրավ ձեռքբերում։ Փրփրված ալյումինե նյութը համատեղում է գերազանց էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ կատարումը, թեթև քաշը, ցածր խտությունը, ցնցումների կլանումը և էներգիայի կլանման կատարումը, ուստի այն ունի շատ լավ կատարում այսօր տարբեր ոլորտներում: Լայն կիրառելիություն: Հետաքրքիր է, որ ալյումինի փրփուրը նաև էկոլոգիապես մաքուր արտադրանք է, որը կարող է վերամշակվել, ինչը նշանակում է, որ այն կայուն նյութ է և ակնկալվում է, որ այն մեծ քանակությամբ կօգտագործվի ապագա արդյունաբերական կիրառություններում:
Հրապարակման ժամանակը` նոյ-30-2021
