La espuma metálica se refiere a materiales metálicos especiales con poros de espuma. Gracias a sus características estructurales únicas, la espuma metálica tiene una serie de buenas ventajas, como baja densidad, buen rendimiento de aislamiento térmico, buen rendimiento de aislamiento acústico y capacidad para absorber ondas electromagnéticas.

Tiene una alta permeabilidad al aire, casi todos los poros están conectados, la BET de los poros es grande y la densidad aparente pequeña.

Clasificaciones de espumas metálicas

Las espumas metálicas se fabrican principalmente como espuma de aluminio, espuma de cobre, espuma de níquel y otras aleaciones de espuma.

La espuma de aluminio con aleaciones es liviana y tiene las características de absorción de sonido, aislamiento térmico, reducción de vibraciones, absorción de energía de choque y ondas electromagnéticas, etc. Son adecuadas para la capa de protección contra impactos de misiles, aeronaves y sus partes de recuperación, amortiguadores de automóviles, dispositivos de reducción de vibraciones electromecánicas, cubierta de blindaje de ondas electromagnéticas de fuentes de alimentación de pulso, etc.

Gracias a su estructura porosa conectada y a su alta porosidad, la espuma de níquel ofrece un alto rendimiento en gases, una superficie específica elevada y una gran fuerza capilar. Se utiliza principalmente como material funcional para la fabricación de filtros de fluidos, atomizadores, convertidores catalíticos, placas de baterías e intercambiadores de calor.

La espuma de cobre tiene buena conductividad y ductilidad, un menor costo de preparación que la espuma de níquel y una mejor conductividad, por lo que se puede utilizar en la preparación de materiales de ánodo (portador) de batería, portadores de catalizador y materiales de blindaje electromagnético.

En particular, la espuma de cobre se utiliza como material base para los electrodos de batería, lo cual presenta ventajas evidentes. Sin embargo, su resistencia a la corrosión no es tan buena como la del níquel, lo que limita su aplicación.

Aplicaciones de espuma metálica

Las espumas metálicas tienen cierta resistencia, ductilidad y adibilidad, y se pueden utilizar como materiales estructurales ligeros. Este material se ha utilizado durante mucho tiempo como material central para clips de aeronaves. En las industrias aeroespacial y de misiles, las espumas metálicas se utilizan como estructuras de soporte ligeras de transferencia de calor. Debido a que se pueden soldar, pegar o galvanizar sobre la estructura, se pueden convertir en un elemento de soporte tipo sándwich. Tal como el soporte para la carcasa metálica del ala, el soporte anticolapso para el cono de la nariz del misil (debido a su buena conductividad térmica) y el tren de aterrizaje de la nave espacial, etc.

En la construcción, se necesita espuma metálica para hacer elementos ligeros, duros y resistentes al fuego, barandillas o soportes para estas cosas. La aceleración y desaceleración de los ascensores modernos a alta frecuencia y alta velocidad también requieren la estructura liviana de metal espumado que tiene características de absorción de energía y soporte para reducir el consumo de energía. Las carcasas cilíndricas se utilizan ampliamente en estructuras de ingeniería, como fuselajes de aeronaves y plataformas petrolíferas en alta mar. Las carcasas cilíndricas de paredes delgadas son propensas a dañarse cuando se someten a cargas, pero si la carcasa está sostenida por espuma continua: bobinas, la estructura tiene mayor resistencia que una carcasa central no reforzada del mismo diámetro y tamaño.

La espuma de cobre es fácil de producir y de deformar, por lo que es adecuada para sujetadores.

Las espumas metálicas también se pueden utilizar como refuerzos para muchos materiales orgánicos, inorgánicos y metálicos. Por ejemplo, el material de aleación de aluminio reforzado con espuma de níquel (NFRA) se fabrica después de la solidificación rellenando espuma de níquel con aluminio fundido.

El metal espumado es muy adecuado para ser utilizado como material en rollo liviano para transportar una variedad de paneles, carcasas y tubos para hacer una variedad de compuestos laminados. Un ejemplo típico del uso de materiales porosos en piezas estructurales son los paneles sándwich. Los paneles sándwich utilizados en los aviones modernos utilizan una piel compuesta de fibra de vidrio o carbono. Esta capa de piel está separada del material de panal de resina por aluminio o papel metálico, o por espuma de polímero rígida para darle al panel sándwich una gran rigidez a la flexión específica y una resistencia a la flexión específica. La misma tecnología se ha extendido a otras aplicaciones donde el peso es un indicador clave: naves espaciales, trineos, barcos de carreras y edificios en movimiento.

La protección por amortiguamiento es también uno de los principales usos de las espumas metálicas, las cuales deben tener la capacidad de absorber energía controlando al mismo tiempo la fuerza máxima que actúa sobre el objeto a proteger por debajo del límite de provocar daños.

Las espumas porosas son adecuadas para tales aplicaciones. Controlando su densidad relativa, la resistencia de las espumas metálicas se puede ajustar en un amplio rango.