41 KB334 KB29 KB200020242012Jenko, MonikaKevorkijan, VaružanKovačec, UrošPaulin, IrenaŠkapin, Srečo D.številka:3letnik:46str. 233-238ISSN:1580-2949COBISSID:915626URN:URN:NBN:SI:doc-CUCJVG5CenInštitut za kovinske materiale in tehnologijeMateriali in tehnologijealuminijeve penealuminium foamsfoaming agentsmicrostructuremikrostrukturemodelmodelisredstva za penjenjeEffect of a foaming agent and its morphology on the foaming behaviour, cell-size distribution and microstructural uniformity of closed-cell aluminium foams| Vpliv vrste in morfologije sredstva za penjenje na proce penjenja, porazdelitev por po velikosti in uniformnost mikrostrukture aluminijskih pen z zaprtimi porami|A quantitative evaluation of the microstructure of aluminium foams and, particularly, any quantitative comparison is a very demanding and complex issue. In this work, the cell-size distribution (CSD) was proposed as the most efficient approach for their assessment. The foams were made by the powder metallurgy (P/M) route, by applying titanium hydride and dolomite powders of five different average particle sizes as the foaming agents. The average size of the pores and the pore-size distribution were estimated by assessing optical and scanning electron micrographs of as-polished foam bars by applying the point-counting method and image-analysis software. The uniformity of the CSD in the foamed samples with closed cells was studied as a function of the particle size distribution of the foaming agents, the average particle size of the applied AlSi12 powders, the concentration of the foaming agents, the foaming temperature and the foaming time. Generally, the samples foamed with the dolomite foaming agent had a more uniform cell-size distribution and a lower average bubble size. The most uniform cell-size distribution was achieved in the foam samples foamed with the minimum amount of the mass fraction (w = 0.5 %) of dolomite powder grades, having the lowest average particle size and a narrow particle-size distribution. In contrast, in samples made from coarser and less-uniform grades of foaming agents, the cell-size distribution was broader, with a significantly higher fraction of large bubbles. Longer foaming times and higher foaming temperatures also led to foam samples with a less-uniform microstructure. Based on the experimental findings and theoretical considerations regarding aluminium-foam microstructural development, the preconditions for stable bubble growth into a homogeneous and uniform foam structure were modelled and compared with the experimentally determined valuesKvantitativna karakterizacija in primerjava mikrostruktur različnih vzorcev aluminijskih pen sta zelo zahtevni ter zapleteni nalogi. Naša raziskovalna skupina se je odločila za način, kjer kvantitativna karakterizacija mikrostrukture aluminijskih pen temelji na določanju porazdelitve por po velikosti (PPV). Vzorce pen smo izdelovali s postopkom metalurgije prahov. Kot sredstvo za penjenje smo uporabili pet vrst titanhidridnih in dolomitnih prahov z različno porazdelitvijo delcev po velikosti. Povprečno velikost por in porazdelitev por po velikosti v vzorcih aluminijskih pen smo ugotavljali s slikovno analizo posnetkov njihove mikrostrukture, narejenih s svetlobno in vrstično elektronsko mikroskopijo. Enakomernost porazdelitve velikosti por v vzorcih pen smo preučevali v odvisnosti od porazdelitve velikosti sredstva za penjenje, povprečne velikosti uporabljenih prahov AlSi12, koncentracije sredstva za penjenje in temperature ter časa penjenja. Na splošno so imeli vzorci, ki smo jih penili z dolomitom, veliko bolj enakomerno oz. ožjo porazdelitev velikosti por ter manjšo povprečno velikost. Najožjo porazdelitev por po velikosti smo opazili v vzorcih pen, izdelanih iz najfinejših dolomitnih prahov, z ozko porazdelitvijo delcev po velikosti ter najnižjo masno koncentracijo (0,5 %) sredstva za penjenje. V nasprotju s tem je bila v vzorcih aluminijskih pen, izdelanih iz bolj grobih vrst dolomitnih prahov, s širšo porazdelitvijo delcev po velikosti, tudi porazdelitev por po velikosti širša z naraščajočim deležem velikih por. Poleg tega se je izkazalo, da je stopnja uniformnosti mikrostrukture pen odvisna v veliki meri od temperature in časa penjenja, pri čemer je s podaljšanjem časa in višanjem temperature penjenja porazdelitev velikosti por postajala vse širša. Eksperimentalne rezultate in teoretične ugotovitve o razvoju mikrostrukture aluminijskih pen z zaprto poroznostjo smo strnili v model, ki predpisuje pogoje nastanka homogene in uniformne strukture penTEXTznanstveno časopisjejournalsSlovenian National E-content AggregatorNational and University Library of SloveniaInštitut za kovinske materiale in tehnologije