Espuma de aluminio
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Espuma de aluminio. Son materiales porosos muy eficaces para la absorción de sonido, de energía de impacto y vibración, la protección electromagnética, no son inflamables y permanecen estables a alta temperatura. Su particular estructura ligera y sus buenas propiedades físicas, química y mecánicas las hacen aptas para una amplia gama de aplicaciones industriales.
Sumario
Espuma de aluminio
La espuma de aluminio es un material metálico relativamente isotrópico muy poroso con una distribución aleatoria de los poros dentro de la estructura. Los poros, esencialmente esféricos y cerrados, ocupan del 50 al 90% del volumen total. Las propiedades mecánicas y físicas dependen fuertemente de la densidad, típicamente, en el rango de 0,4 a 0,8 gr/cm3. Las espumas de aluminio resultan materiales muy eficaces en la absorción de sonido, protección electromagnética, absorción de energía de impacto y vibración, no son inflamables y permanecen estables a alta temperatura. La espuma de aluminio es reciclable y no contaminante, ofreciendo una combinación de propiedades físicas, mecánicas, térmicas y acústicas, características de un material homogéneo.
Estructura
Las espumas se dividen en dos tipos de estructuras:
- De poros cerrados, que comúnmente se usa en aplicaciones estructurales y se caracterizan por tener una gran rigidez y gran aislamiento acústico. Pueden obtenerse por inyección directa de gases al metal fundido o mediante el uso de un agente espumante o un precursor espumable con el material en el intervalo sólido-líquido.
- De poros abiertos, que es utilizada por sus propiedades específicas (térmicas, superficiales, etc.). Los poros en las espumas de aluminio son, esencialmente, esféricos y parcialmente cerrados, generalmente, interconectados, aunque también puede lograrse una porosidad completamente cerrada. La forma del poro se puede también describir por su geometría. Este parámetro se expresa como p/pc, donde, p es la longitud del perímetro del poro y pc es la longitud de la circunferencia que inscribe el poro (circunferencia de Cauchy). Para un poro esférico, p/pc tiene el valor mínimo de uno. No hay ningún diámetro típico de poro, no obstante, algunas muestras pueden prepararse con tamaños de poro controlado (entre 0,5-8 mm) dependiendo de la composición de la matriz o los parámetros de espumado (temperatura y tiempo). Si cambiamos la temperatura de espumado y el tiempo, con aproximadamente la misma densidad del material, podemos obtener diferentes estructuras de poro en diferentes preparados de la misma aleación. Tienen especiales propiedades térmicas que habilitan aplicaciones para la disipación de calor, recuperación de elementos, filtros y catalizadores. A diferencia de las espumas de poro cerrado, la fabricación de espumas de poro abierto está principalmente basada en la utilización de materiales de relleno que luego son eliminados. Este tipo de estructuras se pueden fabricar partiendo del estado líquido, pulvimetalurgia, deposición química, etc.
Obtención de espumas
La fabricación de espumas de aluminio se ha conse- guido implementando diferentes tecnologías.
Los metales líquidos, en determinadas condiciones, pueden dar lugar a espumas por la introducción de burbujas de gas que quedan atrapadas en el interior del líquido. Las burbujas de gas formadas en un metal lí- quido tienden muy rápidamente a alcanzar la super- ficie debido a su menor densidad. Un aumento de la viscosidad del metal fundido y una adecuada modifi- cación de las condiciones de presión y temperatura pueden dificultar la migración del gas y estabilizar temporalmente su permanencia dentro de un metal fundido hasta conseguir su solidificación.
Propiedades de las espumas de aluminio
Las propiedades de las espumas de aluminio están di- rectamente ligadas a la composición química, pro- porción y morfología entre las zonas sólidas y gaseo- sas que componen su estructura. Debido a la gran va- riedad de productos disponibles, obtenidos por métodos de fabricación muy distintos, como se ha detallado anteriormente, las propiedades presentan una gran variabilidad. La principal ventaja de la uti- lización de las espumas de aluminio es el disponer de unas propiedades notablemente diferentes frente a las aleaciones metálicas originales que las hacen atrac- tivas para la fabricación de nuevos productos y el des- arrollo de nuevas aplicaciones. La mejora continua de las espumas de aluminio para satisfacer nuevos re- querimientos y aplicaciones está basada en la obten- ción de propiedades cada vez más específicas. Para analizar el comportamiento de las espumas y sus po- sibles usos se han dividido sus propiedades en tres grupos: físicas, químicas y mecánicas.
Principales aplicaciones
Las principales aplicaciones de las espumas de aluminio están en la industria de automoción, aeroespacial, naval, ferroviaria y construcción. Su estructura le confiere unas especiales características físicas, mecánicas, térmicas y eléctricas; especialmente sus propiedades de aislamiento térmico y acústico, su bajo peso y su capacidad para absorber energía de impacto. Esto ha- ce posible la utilización de estos materiales en un sinfín de diferentes aplicaciones con formas geométricas complejas. Sin embargo, todavía falta más investigación para optimizar nuevos productos.
