金屬蜂窩的開發(fā)、應(yīng)用及發(fā)展-預(yù)覽頁
【正文】 可能；利用金屬的導(dǎo)電性，采用電加熱金屬蜂窩載體，命名催化劑能在30s內(nèi)達(dá)到起燃溫度(350℃)。早在2O世紀(jì)6O年代初，美國就開發(fā)出第一代金屬蜂窩載體催化器，它的載體是由平楞和瓦楞型的金屬薄片相疊后卷繞而成的圓柱型基體和外殼組合而成，但是金屬薄片之間以及基體與外殼之間的粘接問題沒有解決，直到20世紀(jì)80年代，使用真空硬焊接工藝[6]，才解決了金屬蜂窩載體的固定問題。圖2 金屬蜂窩載體的一般結(jié)構(gòu)[8]金屬蜂窩載體的不足在于：耐熱性較差；制備工藝更嚴(yán)格；在劇烈溫度變化下載體和催化劑涂層結(jié)合的牢固性問題難以解決。例如，作者所在課題組采用粉末擠壓成型技術(shù)已成功開發(fā)出高性能的金屬蜂窩載體，基本解決了上述問題。例如某公司生產(chǎn)的飛機(jī)用蜂窩芯鋁箔厚度只有0．O3～0．04mm，應(yīng)用典型如圖3和圖4。近來，針對這一問題，有許多的科研工作者在這一方面展開了深入的研究。但造型單一、工藝復(fù)雜。一方面，這些孔隙骨架可灶遏制火焰的傳播i另一方面，由于蜂窩材料具有很大的表面積，從而具有報(bào)高的表面吸熱效應(yīng)．當(dāng)止焰中的高溫氣體或微粒通過多孔材料時(shí)，由于發(fā)生迅速的熱交換，熱量被吸收和散失，致使氣體的溫度降低t使燃燒反應(yīng)后的最終溫度大為降低，反應(yīng)氣體的膨脹程度大為縮小，容器內(nèi)的壓力值增加速度放慢而達(dá)不到爆破極限，從而防止了爆炸的發(fā)生用于隔焰防爆的金屬多孔材料是利用吸收爆炸氣體的熱量來進(jìn)行防爆的，因此應(yīng)該說在一定容積內(nèi)加入量越多其防爆效果越好，但此時(shí)防爆材辯的成本和所占體積也相應(yīng)增加，因此，應(yīng)找到一個(gè)最佳裝入量．這可以根據(jù)容器的強(qiáng)度和工作溫度來確定。利用蜂窩的吸光性能，可以制造蜂窩結(jié)構(gòu)太陽能集熱板。這種蜂窩集熱板具有效率高、整體性強(qiáng)和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。在常用的蜂窩夾層板的蜂窩芯中，實(shí)體材料的體積僅占1 ～3％ ，其余空間內(nèi)是處于密封狀態(tài)的空氣，由于空氣的隔熱性能優(yōu)于任何固體材料，所以蜂窩夾層板具有良好的隔熱性能。多層鈦蜂窩結(jié)構(gòu)已被廣泛用作聲學(xué)裝置和緊湊換熱器口 ，可廣泛應(yīng)用于汽車等發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器、換熱器等。有人[17]就蜂窩熱體式熱交換器流動(dòng)性能分析后得出：式中：h失為阻力損失，h1為局部阻力損失(Pa)，h2為摩擦阻力損失(Pa)，P1為流經(jīng)填充床前的空氣靜壓(Pa)，P2為流經(jīng)填充床后的空氣靜壓(Pa)，空氣通過填充床的阻力損失h失僅與空氣的靜壓有關(guān)，等于流經(jīng)填充床前后的空氣的靜壓之差 目前，在該領(lǐng)域的應(yīng)用研究還不夠深入，真正有價(jià)值的應(yīng)用還較少。可以用金屬蜂窩制成電子設(shè)備外殼、電子裝備室、防電磁輻射器、靜電防護(hù)器等。一般來說，孔徑越小，孔隙率越大，光電轉(zhuǎn)化效應(yīng)越好。20世紀(jì)60年代初，美國開發(fā)出了第一代的金屬蜂窩結(jié)構(gòu)的汽車尾氣處理器的載體催化器，他的載體是由平楞和瓦楞型的金屬薄片相疊后卷繞成的圓柱形基體和外殼組成的，但是金屬薄片之間及其基體和外殼之間的粘結(jié)問題沒得到解決，直到80年代，使用了真空硬焊接工藝，才解決了金屬蜂窩的固定問題。Toida研制了一種用金屬絲制成刷子蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，在金屬絲的表面涂覆由Al、Zn或者Sn等金屬涂層， chang等通過軋制結(jié)合的方法在FeCrAl合金箔的兩側(cè)覆蓋了一層含有稀土La和Ce的金屬Al薄層，經(jīng)過擴(kuò)散處理獲得了具有高的抗氧化性和加工性能的復(fù)合材料，用于制造金屬蜂窩結(jié)構(gòu)的載體?？偨Y(jié)來說，國外金屬蜂窩的成熟成型技術(shù)如下：（1）合金鑄錠經(jīng)過軋制，得到厚度為40到50um的金屬箔材；（2）經(jīng)金屬箔材制成波紋狀；（3）波紋金屬箔與平板金屬箔疊在一起，卷制成蜂窩狀整體結(jié)構(gòu) ；（4）通過在含氧氣氛中加熱或電化學(xué)腐蝕對成型的金屬蜂窩進(jìn)行預(yù)氧化。針對存在的問題，在多芯線模具試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了多孔分流模具的設(shè)計(jì)方案，在擠壓開始時(shí)，粉末粘性體首先經(jīng)過分流孔分流，使料分成若干小股，然后再流過模具的成型區(qū)，在定徑帶中成型，經(jīng)過數(shù)次的研究改進(jìn)，擠壓制品的各項(xiàng)性能指標(biāo)逐漸完善，分流模具的設(shè)計(jì)鑒于以下幾個(gè)方面的考慮對模具進(jìn)行了三次的改進(jìn)和優(yōu)化。充分地研究、開發(fā)、應(yīng)用金屬蜂窩的優(yōu)良性能(特別是其它材料／結(jié)構(gòu)所無法比擬的特性)；采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)等先進(jìn)手段，實(shí)現(xiàn)金屬蜂窩這一新型功能材料多領(lǐng)域、多功能、多形式的應(yīng)用并全面推向市場
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