1. რა არის ლითონის ქაფი და ალუმინის ქაფი
ისტორიის მანძილზე, ქაფიანი ლითონის აღმოჩენა წარმოადგენს მნიშვნელოვან ეტაპს მასალების ინჟინერიის მთელი დარგის რევოლუციაში. ლითონის ქაფი არის მასალა, რომელიც შედგება ლითონის სტრუქტურისგან, რომელსაც აქვს დიდი რაოდენობით ფორები და ივსება გაზით სტრუქტურის გასწვრივ [2]. ამ ლითონის ქაფის ფორები შეიძლება იყოს ურთიერთდაკავშირებული ან დალუქული და მათ უწოდებენ ღიაუჯრედიან ქაფს და დახურულუჯრედოვან ქაფს, შესაბამისად, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2(a)(b) [3]. მათ შორის, ალუმინის ქაფიანი მასალა ამჟამად ყველაზე პერსპექტიული ქაფიანი ლითონია, მისი მაღალი ფორიანობის, დაბალი სიმკვრივის, მსუბუქი წონის, მაღალი სიმტკიცის, კარგი შეკუმშვის, ძლიერი ზემოქმედების შთანთქმის, კარგი ხმის შთანთქმის და კარგი ელექტრომაგნიტური დაცვის გამო. შესანიშნავი შესრულება, ამიტომ ცნობილია როგორც "მეტალის ვარსკვლავი" [4], რომელიც ფართოდ გამოიყენება დამუშავების სხვა მეთოდებში კოსმოსური ინჟინერიის, წარმოებისა და ფიზიკური მეცნიერებების სფეროებში.
სურათი 2. ქაფიანი ალუმინის სტრუქტურული მახასიათებლები: (ა) ღია უჯრედოვანი ალუმინის ქაფი; (B) დახურულუჯრედიანი ალუმინის ქაფი [3]
2. ალუმინის ქაფიანი აღმოჩენა
ისტორიის განმავლობაში, მასალები, როგორიცაა ძვალი, ხე და პემზა, ფართოდ გამოიყენება დიდი ხნის განმავლობაში. ბევრი მკვლევარი ვარაუდობს, რომ ამ მასალების გამოყენებამ ხელი შეუწყო ხელოვნური მასალების წარმოებას, როგორიცაა ლითონის ქაფი. მიუხედავად იმისა, რომ ამჟამად გამოყენებული ქაფის ტექნოლოგიების უმეტესობა შემოთავაზებულია 1950-იანი წლებიდან, კვლევებმა აჩვენა, რომ ქაფიანი ალუმინის აღმოჩენა შეიძლება 1926 წლიდან მოყოლებული, როდესაც მა დე მელერმა პირველად ახსენა ლითონის ქაფი ფრანგულ პატენტში. ერთხელ მელერმა თქვა, რომ ლითონის ქაფის პროცესის მიღწევა შესაძლებელია გამდნარ ლითონში ინერტული გაზის შეყვანით ან გამდნარ ლითონში ისეთი ქაფიანი აგენტის გამოყენებით, როგორიცაა კარბონატი. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მხოლოდ იდეაზე დაფუძნებული პატენტია, ის საფუძველს უყრის შემდეგ ნაბიჯებს, რომლებიც საჭიროა ალუმინის ქაფის შემუშავებაში. ჯონ ელიოტმა განავითარა ეს იდეა 20 წლის შემდეგ, შეიმუშავა მელერის პატენტის განახლებული ვერსია და წარმოადგინა პირველი ხელმისაწვდომი ალუმინის ქაფი, რამაც თავის მხრივ ხელი შეუწყო მასალის კომერციალიზაციას იაპონიაში 1990-იან წლებში. გამოშვებამ საფუძველი ჩაუყარა [5].
3. ალუმინის ქაფის შესრულება და გამოყენება
ალუმინის ქაფიანი არის მეტალი მაღალი ფორიანობით და ფოროვანი სტრუქტურით, რომელშიც დალუქული ფორები შეადგენს ლითონის მასალის მთლიანი მოცულობის დაახლოებით სამ მეოთხედს, რაც მასალას ძალიან მსუბუქს ხდის [7]. ზემოაღნიშნული მახასიათებლების გარდა, ალუმინის ქაფს ასევე აქვს შთამბეჭდავი ენერგიის შთანთქმის მახასიათებლები და მაღალი შეკუმშვა [7]. რაც შეეხება სიმკვრივეს, მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ალუმინის ქაფიანი ნიმუშების უმეტესობის სიმკვრივეა დაახლოებით 0,4-1,2 გ·სმ-3 [6]. გარდა ამისა, ალუმინის ქაფს ასევე აქვს ხმის შთანთქმა, გადამუშავება და დაბალი თბოგამტარობა [7].
გამოყენების თვალსაზრისით, ალუმინის ქაფის ელექტრომაგნიტური დამცავი, მსუბუქი წონა და შთამნთქმელი თვისებები მას იდეალურ კანდიდატად აქცევს კონტროლირებადი ბირთვული შერწყმის მოწყობილობებში, ავტომობილებში, აერონავტიკასა და სამშენებლო ინდუსტრიებში გამოყენებული კომპონენტებისთვის, ექსტრემალურ ფიზიკურ გარემოში გამძლეობის გამო. კონტროლირებადი ბირთვული შერწყმის მოწყობილობაში დახურულუჯრედოვანი ალუმინის ქაფი შესანიშნავი ელექტრომაგნიტური დამცავი მასალაა. ალუმინის ქაფის ჩონჩხის ურთიერთდაკავშირების გამო, მას აქვს უზარმაზარი სპეციფიური ზედაპირი და კარგი უნარი შეიწოვოს და ასახოს ელექტრომაგნიტური ტალღები. წარმოიქმნება სხვადასხვა დანაკარგები, როგორიცაა შთანთქმის დაკარგვა, არეკვლის დაკარგვა და ა.შ., ასე რომ, ქაფიან ალუმინს აქვს ელექტრომაგნიტური დამცავი ეფექტი. გარდა ამისა, ასევე აღმოჩნდა, რომ ქაფიანი ალუმინის ელექტრომაგნიტური დამცავი ეფექტურობა აჩვენა ჯერ კლების ტენდენცია, შემდეგ კი გაიზარდა ელექტრომაგნიტური ტალღების სიხშირის მატებასთან ერთად [3]. კოსმოსურ ინდუსტრიაში ქაფიანი ალუმინი გამოიყენება კოსმოსური კონუსების ან ტურბინის ნაწილების დასამზადებლად. ქაფიანი ალუმინის დაბალი ხარისხის გამო, ის განსაკუთრებით სასარგებლოა თვითმფრინავის კომპონენტების მთლიანი წონის შესამცირებლად [7]. და როგორც ენერგიის შთამნთქმელი შესანიშნავი მასალა, ქაფიანი ალუმინი გამოიყენება კოსმოსური ხომალდის ბუფერების, ვიბრაციის შთანთქმის და კოსმოსური ხომალდის დასაბრუნებელი სალონის ქვედა ნაწილის დასამზადებლად, რათა კოსმოსურმა ხომალდმა შეძლოს უსაფრთხო დაშვება და დაიცვას ასტრონავტებისა და კოსმოსური აღჭურვილობის უსაფრთხოება. ენერგიის ეფექტური შთანთქმისა და დარტყმის შთანთქმის საშუალებით, ქაფიან ალუმინს შეუძლია უზრუნველყოს ასტრონავტების უსაფრთხოება კოსმოსური ხომალდის დაშვების ზემოქმედების ქვეშ, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3 [8].
სურათი 3. გაუმჯობესებული ნაწილობრივი სტრუქტურა ზემოქმედებისადმი მდგრადი ნალის[8]
1-ზედა კანი; 2-ქაფის ალუმინის სტრინგები; 3-ქვედა კანი
საავტომობილო ინდუსტრიაში, ქაფიანი ალუმინი ხელს უწყობს ჩარჩოში გამოყენებული ნაწილების მთლიანი რაოდენობის შემცირებას, აწყობის პროცესს უფრო ეფექტურს ხდის და საბოლოოდ ხელს უწყობს ხარჯების შემცირებას და მუშაობის გაუმჯობესებას [7]. ამჟამად, ქაფი ალუმინი გამოიყენება შეჯახების საწინააღმდეგო ზოლებში, სხივებსა და კარის სხივებში ავტომობილების ძარათა სტრუქტურებში ბაზარზე, როგორც ნაჩვენებია 4-ზე [9-10].
სურათი 4. (ა) არის მანქანის კორპუსის ნაწილობრივი ენერგიის შთანთქმის ნაწილების დიაგრამა;
(B) ქაფიანი ალუმინის შეჯახების საწინააღმდეგო ზოლის სქემატური დიაგრამა
სამშენებლო ინდუსტრიაში ქაფიანი ალუმინის ძირითადი გამოყენება არის დამცავი, ცეცხლგამძლე ბარიერი ძლიერი ხმაურის თავიდან ასაცილებლად. დახურულუჯრედოვანი ალუმინის ქაფის ტიპიური გამოყენება არქიტექტურაში არის Shanghai SOHO Fuxing Plaza. დიზაინერი იყენებს დიდი რაოდენობით ქაფის ალუმინს ხმის შთანთქმისა და იზოლაციისთვის, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 6 [11].
გასაოცარ მიღწევად ითვლება ალუმინის ქაფის აღმოჩენა. ქაფიანი ალუმინის მასალა აერთიანებს ელექტრომაგნიტურ დამცავ ეფექტს, მსუბუქ წონას, დაბალ სიმკვრივეს, დარტყმის შთანთქმას და ენერგიის შთანთქმის შესრულებას, ამიტომ მას აქვს ძალიან კარგი შესრულება დღეს სხვადასხვა ინდუსტრიაში. ფართო გამოყენებადობა. საინტერესოა, რომ ალუმინის ქაფი ასევე არის ეკოლოგიურად სუფთა პროდუქტი, რომელიც შეიძლება გადამუშავდეს, რაც ნიშნავს, რომ ეს არის მდგრადი მასალა და სავარაუდოდ გამოყენებული იქნება დიდი რაოდენობით სამომავლო სამრეწველო აპლიკაციებში.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-30-2021
