1. મેટલ ફીણ અને એલ્યુમિનિયમ ફીણ શું છે
ઈતિહાસના અભ્યાસક્રમમાં, ધાતુના ફીણની શોધ એ મટીરીયલ એન્જિનિયરિંગના સમગ્ર ક્ષેત્રની ક્રાંતિમાં એક મહત્વપૂર્ણ સીમાચિહ્નરૂપ છે. મેટલ ફોમ એ ધાતુની રચનાથી બનેલી સામગ્રી છે જેમાં મોટી સંખ્યામાં છિદ્રો હોય છે અને તે બંધારણ [2] સાથે ગેસથી ભરેલો હોય છે. આ ધાતુના ફીણના છિદ્રોને એકબીજા સાથે જોડી શકાય છે અથવા સીલ કરી શકાય છે, અને આકૃતિ 2(a)(b) [3] માં બતાવ્યા પ્રમાણે, અનુક્રમે ઓપન-સેલ ફોમ અને ક્લોઝ-સેલ ફોમ કહેવામાં આવે છે. તેમાંથી, એલ્યુમિનિયમ ફોમ્ડ સામગ્રી હાલમાં સૌથી વધુ આશાસ્પદ ફોમ મેટલ છે, તેની ઉચ્ચ છિદ્રાળુતા, ઓછી ઘનતા, હળવા વજન, ઉચ્ચ શક્તિ, સારી સંકોચનક્ષમતા, મજબૂત અસર શોષણ, સારી ધ્વનિ શોષણ કામગીરી અને સારી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ કામગીરીને કારણે. એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગ, મેન્યુફેક્ચરિંગ અને ફિઝિકલ સાયન્સના ક્ષેત્રોમાં અન્ય પ્રોસેસિંગ પદ્ધતિઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી ઉત્કૃષ્ટ કામગીરી, તેથી "મેટલ સ્ટાર" [4] તરીકે ઓળખાય છે.
આકૃતિ 2. એલ્યુમિનિયમ ફોમ્ડની માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓ: (a) ઓપન-સેલ એલ્યુમિનિયમ ફોમ; (બી) બંધ સેલ એલ્યુમિનિયમ ફીણ [3]
2. એલ્યુમિનિયમ ફોમ્ડની શોધ
સમગ્ર ઇતિહાસમાં, અસ્થિ, લાકડું અને પ્યુમિસ જેવી સામગ્રીનો લાંબા સમયથી વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો આવ્યો છે. ઘણા સંશોધકોનું અનુમાન છે કે આ સામગ્રીઓની ઉપયોગિતાએ ધાતુના ફીણ જેવી માનવસર્જિત સામગ્રીના ઉત્પાદનને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે. જો કે હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી મોટાભાગની ફોમિંગ ટેક્નોલોજીઓ 1950ના દાયકાથી પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે, અભ્યાસો દર્શાવે છે કે એલ્યુમિનિયમ ફોમેડની શોધ 1926માં થઈ શકે છે, જ્યારે મા ડી મેલરે ફ્રેન્ચ પેટન્ટમાં મેટલ ફોમિંગનો પ્રથમ ઉલ્લેખ કર્યો હતો. મેલરે એકવાર સૂચવ્યું હતું કે પીગળેલી ધાતુમાં નિષ્ક્રિય ગેસ દાખલ કરીને અથવા પીગળેલી ધાતુમાં કાર્બોનેટ જેવા ફોમિંગ એજન્ટનો ઉપયોગ કરીને મેટલ ફોમિંગ પ્રક્રિયા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. જો કે આ માત્ર વિચાર પર આધારિત પેટન્ટ છે, તે એલ્યુમિનિયમ ફોમના વિકાસમાં જરૂરી આગળના પગલાઓ માટે પાયો નાખે છે. જ્હોન સી. ઇલિયટે 20 વર્ષ પછી આ વિચારને વધુ વિકસિત કર્યો, મેલર પેટન્ટનું અપડેટેડ વર્ઝન ડિઝાઇન કર્યું અને પ્રથમ ઉપલબ્ધ એલ્યુમિનિયમ ફોમ રજૂ કર્યું, જેણે 1990 ના દાયકામાં જાપાનમાં સામગ્રીના વેપારીકરણમાં ફાળો આપ્યો. પ્રકાશન પાયો નાખ્યો [5].
3. એલ્યુમિનિયમ ફોમ્ડનું પ્રદર્શન અને એપ્લિકેશન
એલ્યુમિનિયમ ફોમડ એ ઉચ્ચ છિદ્રાળુતા અને છિદ્રાળુ માળખું ધરાવતી ધાતુ છે, જેમાં સીલબંધ છિદ્રો મેટલ સામગ્રીના કુલ જથ્થાના લગભગ ત્રણ ચતુર્થાંશ જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે, જે સામગ્રીને ખૂબ જ હળવા બનાવે છે [7]. ઉપરોક્ત લાક્ષણિકતાઓ ઉપરાંત, એલ્યુમિનિયમ ફોમમાં પ્રભાવશાળી ઊર્જા શોષણ લાક્ષણિકતાઓ અને ઉચ્ચ સંકોચનક્ષમતા પણ છે [7]. ઘનતા અંગે, સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે મોટાભાગના એલ્યુમિનિયમ ફીણવાળા નમૂનાઓની ઘનતા લગભગ 0.4-1.2 g·cm-3 [6] છે. વધુમાં, એલ્યુમિનિયમ ફોમમાં ધ્વનિ શોષણ, પુનઃઉપયોગક્ષમતા અને ઓછી થર્મલ વાહકતા પણ છે [7].
એપ્લિકેશનની દ્રષ્ટિએ, એલ્યુમિનિયમ ફોમના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ, હળવા વજન અને શોષક ગુણધર્મો તેને નિયંત્રિત પરમાણુ ફ્યુઝન ઉપકરણો, ઓટોમોબાઈલ, એરોસ્પેસ અને બાંધકામ ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઘટકો માટે એક આદર્શ ઉમેદવાર બનાવે છે કારણ કે તેના ભારે ભૌતિક વાતાવરણમાં પ્રતિકાર છે. નિયંત્રણક્ષમ ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન ઉપકરણમાં, બંધ-સેલ એલ્યુમિનિયમ ફીણ એ ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ સામગ્રી છે. એલ્યુમિનિયમ ફોમ હાડપિંજરના ઇન્ટરકનેક્શનને કારણે, તેની પાસે વિશાળ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોને શોષવાની અને પ્રતિબિંબિત કરવાની સારી ક્ષમતા છે. વિવિધ નુકસાન થાય છે, જેમ કે શોષણ નુકશાન, પ્રતિબિંબ નુકશાન, વગેરે, જેથી ફીણવાળું એલ્યુમિનિયમ ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ પ્રદર્શન ધરાવે છે. તદુપરાંત, એવું પણ જાણવા મળ્યું હતું કે ફોમ્ડ એલ્યુમિનિયમની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ અસરકારકતામાં પ્રથમ ઘટાડો અને પછી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગની આવર્તન [3] માં વધારો થવાનું વલણ જોવા મળ્યું હતું. એરોસ્પેસ ઉદ્યોગમાં, ફોમ્ડ એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ અવકાશ શંકુ અથવા ટર્બાઇન ભાગો બનાવવા માટે થાય છે. ફીણવાળા એલ્યુમિનિયમની નીચી ગુણવત્તાને કારણે, તે ખાસ કરીને વિમાનના ઘટકોના કુલ વજનને ઘટાડવા માટે ઉપયોગી છે [7]. અને ઉત્કૃષ્ટ ઉર્જા-શોષક સામગ્રી તરીકે, ફોમ્ડ એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ અવકાશયાનના બફર્સ, કંપન શોષક અને અવકાશયાનની રીટર્ન કેબિનના તળિયે ઉત્પાદન કરવા માટે થાય છે, જેથી અવકાશયાન સુરક્ષિત ઉતરાણ પ્રાપ્ત કરી શકે અને અવકાશયાત્રીઓ અને અવકાશ સાધનોની સલામતીનું રક્ષણ કરી શકે. અસરકારક ઉર્જા શોષણ અને આંચકા શોષણ દ્વારા, ફીણવાળું એલ્યુમિનિયમ અવકાશયાનના ઉતરાણની અસર હેઠળ અવકાશયાત્રીઓની સલામતીની ખાતરી કરી શકે છે, આકૃતિ 3 [8] માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
આકૃતિ 3. અસર-પ્રતિરોધક બિલ્જની સુધારેલ આંશિક રચના[8]
1-ઉપલા ત્વચા; 2-ફોમ એલ્યુમિનિયમ સ્ટ્રિંગર્સ; 3-નીચલી ત્વચા
ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં, ફીણવાળું એલ્યુમિનિયમ ફ્રેમમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ભાગોની કુલ સંખ્યા ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, એસેમ્બલી પ્રક્રિયાને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવે છે, અને છેવટે ખર્ચ ઘટાડવામાં અને પ્રદર્શન [7] સુધારવામાં મદદ કરે છે. હાલમાં, આકૃતિ 4 [9-10] માં બતાવ્યા પ્રમાણે, બજારમાં ઓટોમોબાઈલ બોડી સ્ટ્રક્ચર્સમાં એન્ટિ-કોલિઝન બાર, બીમ અને ડોર બીમમાં ફોમ એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ થાય છે.
આકૃતિ 4. (a) કારના શરીરના આંશિક ઉર્જા શોષી લેતા ભાગોનું આકૃતિ છે;
(બી) ફોમ એલ્યુમિનિયમ વિરોધી અથડામણ બારનું યોજનાકીય રેખાકૃતિ
બાંધકામ ઉદ્યોગમાં, ફોમડ એલ્યુમિનિયમનો મુખ્ય ઉપયોગ ગંભીર અવાજને રોકવા માટે રક્ષણાત્મક, આગ-પ્રતિરોધક અવરોધ તરીકે છે. આર્કિટેક્ચરમાં બંધ-સેલ એલ્યુમિનિયમ ફોમનો વિશિષ્ટ ઉપયોગ શાંઘાઈ SOHO ફક્સિંગ પ્લાઝા છે. આકૃતિ 6 [11] માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ડિઝાઇનર અવાજને શોષવા અને ઇન્સ્યુલેટ કરવા માટે ફોમ એલ્યુમિનિયમનો મોટો જથ્થો વાપરે છે.
એલ્યુમિનિયમ ફોમડની શોધને એક નોંધપાત્ર સિદ્ધિ માનવામાં આવે છે. ફોમ્ડ એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી ઉત્કૃષ્ટ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ કામગીરી, હળવા વજન, ઓછી ઘનતા, આંચકા શોષણ અને ઊર્જા શોષણ કામગીરીને જોડે છે, તેથી તે આજે વિવિધ ઉદ્યોગોમાં ખૂબ સારું પ્રદર્શન ધરાવે છે. વ્યાપક ઉપયોગિતા. રસપ્રદ વાત એ છે કે, એલ્યુમિનિયમ ફોમડ એ પર્યાવરણને અનુકૂળ ઉત્પાદન પણ છે જેને રિસાયકલ કરી શકાય છે, જેનો અર્થ છે કે તે ટકાઉ સામગ્રી છે અને ભવિષ્યના ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં મોટી માત્રામાં ઉપયોગમાં લેવાની અપેક્ષા છે.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-30-2021
