Παρασκευή μεταλλικών αφρών με χρήση μεταλλικών κόνεων και αφριστικού παράγοντα - Αλατάς, Μιχαήλ (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών, 2016)
Τα πορώδη μεταλλικά υλικά, ευρέως γνωστά ως μεταλλικοί αφροί, αποτελούν μια νέα κατηγορία μη τοξικών και ανακυκλώσιμων υλικών, τα οποία γνωρίζουν σημαντική ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια εξαιτίας των πολύ ενδιαφέροντων και διαφορετικών ιδιοτήτων τους σε σχέση με τα συμβατικά μέταλλα. Βασικό πλεονέκτημα των μεταλλικών αφρών είναι ο άριστος συνδυασμός μηχανικών, θερμικών και ηχομονωτικών ιδιοτήτων τους αναφορικά με το χαμηλό τους βάρος. Σε διαρκή εξέλιξη βρίσκονται πολλές ερευνητικές προσπάθειες ανά τον κόσμο για την φθηνότερη και πιο τυποποιημένη παραγωγή μεταλλικών αφρών υψηλών προδιαγραφών, λόγω των συνεχώς αυξανόμενων εφαρμογών τους κυρίως στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροναυπηγική, τη βιομηχανία χημικών προϊόντων, τη βιομηχανία επίπλων και την κατασκευή κτιρίων και οικοδομών. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η παραγωγή μεταλλικών αφρών με τη χρήση κονιομεταλλουργίας και αφριστικού παράγοντα με στόχο την περαιτέρω μελέτη και ανάλυση του πορώδους και της εσωτερικής δομής τους. Πιο αναλυτικά, στα πλαίσια της πειραματικής διαδικασίας πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο ανάμιξη μεταλλικών κόνεων αλουμινίου με τον αφριστικό παράγοντα υδρίδιο του τιτανίου. Οι μεταλλικές κόνεις αλουμινίου που χρησιμοποιήθηκαν ήταν διαφορετικής κοκκομετρίας και σε συνδυασμό με τον αφριστικό παράγοντα δημιουργήθηκαν διαφορετικά μίγματα, τα οποία συμπιέστηκαν σε μονοαξονική πρέσα. Τα πρόδρομα δοκίμια που παράχθηκαν οδηγήθηκαν στη συνέχεια σε επαγωγικό φούρνο, όπου πραγματοποιήθηκε η αφροποίησή τους κάτω από υψηλές θερμοκρασίες και καταγράφηκε η όλη διαδικασία με τη βοήθεια κάμερας. Έπειτα μελετήθηκαν μέσω των βίντεο οι παράγοντες της θερμοκρασίας αφροποίησης και ο χρόνος παραμονής στο φούρνο με σκοπό την εύρεση του βέλτιστου εκείνου χρόνου εξόδου κάθε δοκιμίου από τον φούρνο, ώστε να έχει επιτευχθεί η μέγιστη διόγκωσή του και επομένως η μεγαλύτερη τιμή του πορώδους του. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε δεύτερη σειρά πειραμάτων, στην οποία τα δοκίμια εξήλθαν από το φούρνο στο βέλτιστο χρόνο εξόδου, που είχε υπολογιστεί προηγουμένως από την πρώτη σειρά πειραμάτων. Τέλος, για τον υπολογισμό του πορώδους των δοκιμίων βέλτιστου χρόνου, τη μελέτη της εσωτερικής τους μορφολογίας αλλά και την εξαγωγή συμπερασμάτων, λήφθησαν φωτογραφίες από στερεοσκόπιο και αναλύθηκαν με κατάλληλα προγράμματα επεξεργασίας εικόνας.