Effect of a foaming agent and its morphology on the foaming behaviour, cell-size distribution and microstructural uniformity of closed-cell aluminium foams - Kevorkijan, Varužan (Materiali in tehnologije, 2012)
Kvantitativna 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 pen.
Keywords: aluminijeve pene; aluminium foams; foaming agents; sredstva za penjenje; microstructure; mikrostrukture; model; modeli