بررسي شرايط عمليات حرارتي بر استحكام دهي فوم نيكلي توليد شده به روش رسوب دهي الكتروشيميايي

An investigation of the effect of sintering condition on the strength of Ni foam produced by electroplating method

فومهاي فلزي دستهاي از مواد نوين هستند كه با توجه به وجود تخلخل در ساختار، خواص منحصر به فردي مانند نسبت سطح به حجم بالا، قابليت جذب انرژي بالا و نسبت استحكام به وزن بالايي دارند. از ميان فومهاي فلزي، فومهاي نيكلي يكي از پركاربردترين مواد در ساخت انواع كاتاليستها، فيلترها و صداخفه كنها در صنايع مختلف هستند. در اين تحقيق فوم نيكلي تخلخل باز به روش رسوب دهي الكتروشيميايي بر روي زير لايهي پليمري توليد شد. فومهاي توليد شده به منظور حذف فوم پلي اورتانِ زير لايه و افزايش داكتيليتي تحت عمليات حرارتي تفجوشي در محيط خنثي، در دو دماي ℃ 600 و ℃ 1000 قرار گرفتند. بررسي ريزساختار با ميكروسكوپ الكتروني روبشي و همچنين آناليز eds نمونهها پس از تفجوشي بيانگر نفوذ اتمهاي كربن در دماي ℃ 600 و اكسيداسيون نمونهها در دماي ℃ 1000 است. نتايج آزمون فشار نشان دادند كه عمليات تفجوشي موجب داكتيل شدن فومهاي نيكلي ميشود. فرايند داكتيل شدن همراه با كاهش استحكام مسطح از mpa 4.79 به 3.6 و 1.65 بترتيب براي تفجوشي در دماي ℃ 600 و ℃ 1000 است. نتايج بدست آمده، نشان دادند كه علي رغم عدم تاثير عمليات حرارتي بر كرنش چگالش فوم نيكلي، قابليت جذب انرژي آن ها نيز از mj/cm2 1.51 به 1.21 و 0.55 بترتيب براي تفجوشي در دماي ℃ 600 و ℃ 1000 كاهش مي يابد.

Metal foams are a relatively new class of materials. They provide a high energy absorption ability, large surface to volume ratio, and a high stiffness to weight ratio because of the existence of porosity in their structure. One of the most applicable metal foams is nickel foam used as catalysts, filters, and silencers in different industries. In this work, Ni foam has been prepared by electrodeposition technique on a polyurethane sponge substrate. The produced foams were sintered at 600℃ and 1000℃ in the neutral atmosphere to eliminate organic substrate and increase their ductility. EDX analysis showed that carbon atoms have diffused into Ni deposition during sintering at 600 ℃, and also the samples sintered at 1000 ℃ have oxidized. The pressure tests indicated that the samples were ductile after the sintering process. By increasing ductility, plateau strength will reduce from 4.79 MPa to 3.6 MPa and 1.65 MPa for the samples sintered at 600℃ and 1000℃, respectively. Obtained results showed that heat treatments didn’t have any effects on the densification strain, but energy absorption reduced from 1.51 MJ/cm2 to 1.21 MJ/cm2 and 0.55 MJ/cm2 for the sintered samples at 600℃ and 1000℃, respectively.