Os materiais metálicos porosos são compostos por uma infinidade de orifícios direcionais ou aleatórios dispersos por todo o material. Esses furos variam em diâmetro, variando de 2 micrômetros a 3 milímetros. O desenho desses orifícios pode assumir diferentes formas, como espuma, lótus ou favo de mel. Dependendo do formato dos furos, os materiais metálicos porosos podem ser classificados em duas categorias: tipo de furo independente e tipo de furo contínuo.
O tipo de furo independente possui várias características vantajosas, incluindo baixa gravidade específica, excelente rigidez, alta resistência específica, absorção eficaz de vibração e absorção sonora. Por outro lado, os materiais do tipo furo contínuo não só possuem as características acima mencionadas, mas também apresentam boa permeabilidade e ventilação. Devido às suas propriedades estruturais e funcionais, os materiais metálicos porosos encontram amplas aplicações em vários campos, incluindo aeroespacial, transporte, engenharia de construção, engenharia mecânica, engenharia eletroquímica e engenharia de proteção ambiental.
Materiais porosos submersos em pó
Material poroso de malha de arame
Material poroso sinterizado de fibra metálica
-
Existem diferentes classificações de materiais porosos metálicos, incluindo materiais porosos sinterizados em pó, materiais porosos sinterizados com fibra metálica, materiais porosos de malha de arame e materiais de espuma metálica. Entre estes, materiais porosos sinterizados em pó são criados utilizando pó de metal ou liga como matéria-prima. O processo envolve formar o pó em uma estrutura rígida e sinterizá-lo em altas temperaturas. Isto resulta num material poroso com um número significativo de poros interligados ou semi-conectados. A estrutura dos poros é formada pelo empilhamento de partículas de pó regulares e irregulares, sendo que o tamanho e a distribuição dos poros e da porosidade dependem da composição granulométrica e do processo de preparação.
-
Os materiais comumente usados para materiais porosos sinterizados em pó incluem bronze, aço inoxidável, ferro, níquel, titânio, tungstênio, molibdênio e compostos de metal refratário. Os processos tradicionais de preparação para esses materiais envolvem moldagem por compressão e sinterização, prensagem isostática, sinterização solta, laminação de pó, extrusão de plastificação de pó e fundição de pasta. Além disso, novas tecnologias de preparação, como deposição centrífuga, moldagem por injeção, impressão 3D, prototipagem rápida a laser e prototipagem rápida por feixe de elétrons, oferecem métodos alternativos para a criação de materiais porosos sinterizados em pó. -
A tecnologia de deposição centrífuga utiliza um tubo de metal poroso com poros grandes como estrutura de suporte. O processo começa com a preparação de uma pasta de pó metálico, que é então colocada no tubo suporte e submetida a rotação em alta velocidade. Sob a influência da força centrífuga, as partículas de pó na pasta são classificadas e depositadas na parede interna do tubo de suporte, resultando em uma estrutura de filme gradiente. A secagem, sinterização e outros tratamentos subsequentes produzem um tubo de membrana porosa. Esta técnica é adequada para a produção de filmes metálicos microporosos usando pós como titânio, ligas de titânio, aço inoxidável, níquel e ligas de níquel. Ao empregar tamanhos de partículas em escala submícron e nanométrica, é possível criar filmes metálicos microporosos com tamanhos de poros correspondentes. -
A moldagem por injeção de metal (MIM) é outro método para preparar materiais porosos sinterizados em pó. Nesse processo, o pó é misturado a um ligante orgânico e formado em uma máquina de moldagem por injeção. O ligante é então removido da peça formada e o produto resultante é sinterizado para atingir as propriedades finais desejadas. A tecnologia MIM oferece alta precisão, estrutura uniforme, excelente desempenho e economia, tornando-a adequada para a fabricação de materiais porosos de bronze, aço inoxidável, titânio, níquel e suas ligas. -
Processo:
Os processos tradicionais são moldagem por compressão e sinterização, prensagem isostática, sinterização solta, laminação de pó, extrusão de plastificação de pó, fundição de pasta, etc.
filtro de cobre
filtro de aço inoxidável
folha porosa de titânio
