1. എന്താണ് മെറ്റൽ നുരയും അലുമിനിയം നുരയും
ചരിത്രത്തിൻ്റെ ഗതിയിൽ, മെറ്റീരിയൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൻ്റെ മുഴുവൻ മേഖലയുടെയും വിപ്ലവത്തിലെ ഒരു പ്രധാന നാഴികക്കല്ലാണ് ലോഹ നുരകളുടെ കണ്ടെത്തൽ. മെറ്റൽ ഫോം എന്നത് ഒരു ലോഹ ഘടനയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവാണ്, അതിൽ ധാരാളം സുഷിരങ്ങളുണ്ട്, ഘടനയിൽ വാതകം നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു [2]. ഈ ലോഹ നുരകളുടെ സുഷിരങ്ങൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുകയോ മുദ്രയിടുകയോ ചെയ്യാം, അവയെ യഥാക്രമം ഓപ്പൺ-സെൽ ഫോം, ക്ലോസ്ഡ്-സെൽ ഫോം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ചിത്രം 2(എ)(ബി) [3] ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ. അവയിൽ, ഉയർന്ന സുഷിരം, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, ഭാരം, ഉയർന്ന ശക്തി, നല്ല കംപ്രസിബിലിറ്റി, ശക്തമായ ആഘാതം, നല്ല ശബ്ദ ആഗിരണം, നല്ല വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനം എന്നിവ കാരണം അലൂമിനിയം നുരയിട്ട മെറ്റീരിയൽ നിലവിൽ ഏറ്റവും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന ഫോം ലോഹമാണ്. അതിനാൽ "മെറ്റൽ സ്റ്റാർ" [4] എന്നറിയപ്പെടുന്ന മികച്ച പ്രകടനം, എയ്റോസ്പേസ് എഞ്ചിനീയറിംഗ്, മാനുഫാക്ചറിംഗ്, ഫിസിക്കൽ സയൻസ് എന്നീ മേഖലകളിലെ മറ്റ് പ്രോസസ്സിംഗ് രീതികളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ചിത്രം 2. അലൂമിനിയം നുരകളുടെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ: (എ) ഓപ്പൺ-സെൽ അലുമിനിയം നുര; (B) ക്ലോസ്ഡ് സെൽ അലുമിനിയം ഫോം [3]
2. അലുമിനിയം നുരകളുടെ കണ്ടെത്തൽ
ചരിത്രത്തിലുടനീളം, അസ്ഥി, മരം, പ്യൂമിസ് തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ വളരെക്കാലമായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഈ വസ്തുക്കളുടെ പ്രയോജനം ലോഹ നുരയെ പോലെയുള്ള മനുഷ്യനിർമിത വസ്തുക്കളുടെ ഉത്പാദനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചതായി പല ഗവേഷകരും പ്രവചിക്കുന്നു. 1950-കൾ മുതൽ നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോമിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, 1926 ൽ മാ ഡി മെല്ലർ ആദ്യമായി ഒരു ഫ്രഞ്ച് പേറ്റൻ്റിൽ ലോഹ നുരയെ പരാമർശിച്ചപ്പോൾ മുതൽ അലുമിനിയം നുരകളുടെ കണ്ടെത്തൽ കണ്ടെത്താൻ കഴിയുമെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉരുകിയ ലോഹത്തിലേക്ക് നിഷ്ക്രിയ വാതകം കൊണ്ടുവന്ന് അല്ലെങ്കിൽ ഉരുകിയ ലോഹത്തിൽ കാർബണേറ്റ് പോലെയുള്ള നുരയുന്ന ഏജൻ്റ് ഉപയോഗിച്ചോ ലോഹ നുരകളുടെ പ്രക്രിയ കൈവരിക്കാമെന്ന് മെല്ലർ ഒരിക്കൽ നിർദ്ദേശിച്ചു. ഇത് ആശയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു പേറ്റൻ്റ് മാത്രമാണെങ്കിലും, അലുമിനിയം നുരയുടെ വികസനത്തിന് ആവശ്യമായ അടുത്ത ഘട്ടങ്ങൾക്ക് ഇത് അടിത്തറയിടുന്നു. 20 വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം ജോൺ സി. എലിയട്ട് ഈ ആശയം കൂടുതൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, മെല്ലർ പേറ്റൻ്റിൻ്റെ പരിഷ്കരിച്ച പതിപ്പ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും ലഭ്യമായ ആദ്യത്തെ അലുമിനിയം നുരയെ അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു, ഇത് 1990 കളിൽ ജപ്പാനിലെ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന് കാരണമായി. പ്രകാശനം അടിത്തറയിട്ടു [5].
3. അലുമിനിയം നുരകളുടെ പ്രകടനവും പ്രയോഗവും
ഉയർന്ന പൊറോസിറ്റിയും സുഷിര ഘടനയുമുള്ള ഒരു ലോഹമാണ് അലുമിനിയം ഫോംഡ്, അതിൽ സീൽ ചെയ്ത സുഷിരങ്ങൾ ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ മൊത്തം അളവിൻ്റെ മുക്കാൽ ഭാഗവും വഹിക്കുന്നു, ഇത് മെറ്റീരിയലിനെ വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതാക്കുന്നു [7]. മേൽപ്പറഞ്ഞ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾക്ക് പുറമേ, അലൂമിനിയം നുരയെ ആകർഷകമായ ഊർജ്ജ ആഗിരണ സവിശേഷതകളും ഉയർന്ന കംപ്രസിബിലിറ്റിയും ഉണ്ട് [7]. സാന്ദ്രതയെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, മിക്ക അലുമിനിയം നുരകളുടെ സാമ്പിളുകളുടെയും സാന്ദ്രത ഏകദേശം 0.4-1.2 g·cm-3 ആണെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി [6]. കൂടാതെ, അലുമിനിയം നുരയ്ക്ക് ശബ്ദ ആഗിരണവും പുനരുപയോഗക്ഷമതയും കുറഞ്ഞ താപ ചാലകതയും ഉണ്ട് [7].
പ്രയോഗത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, അലൂമിനിയം നുരയുടെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ്, ഭാരം കുറഞ്ഞതും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതുമായ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ, ഓട്ടോമൊബൈലുകൾ, എയ്റോസ്പേസ്, നിർമ്മാണ വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾക്ക് അത്യുത്തമമായ സ്ഥാനാർത്ഥിയാകുന്നു. നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണത്തിൽ, അടഞ്ഞ സെൽ അലൂമിനിയം നുര ഒരു മികച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലാണ്. അലുമിനിയം ഫോം അസ്ഥികൂടത്തിൻ്റെ പരസ്പരബന്ധം കാരണം, ഇതിന് ഒരു വലിയ പ്രത്യേക ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും പ്രതിഫലിപ്പിക്കാനുമുള്ള നല്ല കഴിവുണ്ട്. ആഗിരണ നഷ്ടം, പ്രതിഫലനനഷ്ടം മുതലായ വിവിധ നഷ്ടങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു, അതിനാൽ നുരയെ അലുമിനിയത്തിന് മികച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനമുണ്ട്. കൂടാതെ, ഫോംഡ് അലൂമിനിയത്തിൻ്റെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് ഫലപ്രാപ്തി ആദ്യം കുറയുകയും പിന്നീട് വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ ആവൃത്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രവണത കാണിക്കുന്നതായും കണ്ടെത്തി [3]. ബഹിരാകാശ വ്യവസായത്തിൽ, ബഹിരാകാശ കോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ടർബൈൻ ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ നുരകളുള്ള അലുമിനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫോംഡ് അലൂമിനിയത്തിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം കുറവായതിനാൽ, വിമാന ഘടകങ്ങളുടെ മൊത്തം ഭാരം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും ഉപയോഗപ്രദമാണ് [7]. ബഹിരാകാശ പേടകത്തിൻ്റെ ബഫറുകൾ, വൈബ്രേഷൻ അബ്സോർബറുകൾ, ബഹിരാകാശ പേടകത്തിൻ്റെ റിട്ടേൺ ക്യാബിൻ്റെ അടിഭാഗം എന്നിവ നിർമ്മിക്കാൻ ഒരു മികച്ച ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തു എന്ന നിലയിൽ, ബഹിരാകാശ പേടകത്തിന് സുരക്ഷിതമായ ലാൻഡിംഗ് നേടാനും ബഹിരാകാശയാത്രികരുടെയും ബഹിരാകാശ ഉപകരണങ്ങളുടെയും സുരക്ഷ സംരക്ഷിക്കാനും കഴിയും. ഫലപ്രദമായ ഊർജ്ജ ആഗിരണത്തിലൂടെയും ഷോക്ക് ആഗിരണത്തിലൂടെയും, ബഹിരാകാശ പേടകത്തിൻ്റെ ലാൻഡിംഗിൻ്റെ ആഘാതത്തിൽ ബഹിരാകാശയാത്രികരുടെ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കാൻ ഫോംഡ് അലൂമിനിയത്തിന് കഴിയും, ചിത്രം 3 [8] ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ചിത്രം 3. ഇംപാക്റ്റ്-റെസിസ്റ്റൻ്റ് ബിൽജിൻ്റെ മെച്ചപ്പെട്ട ഭാഗിക ഘടന[8]
1-മുകളിലെ തൊലി; 2-ഫോം അലുമിനിയം സ്ട്രിംഗറുകൾ; 3-താഴ്ന്ന ചർമ്മം
ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായത്തിൽ, ഫ്രെയിമിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മൊത്തം ഭാഗങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും അസംബ്ലി പ്രക്രിയ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാക്കാനും ആത്യന്തികമായി ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും നുരയെ അലുമിനിയം സഹായിക്കുന്നു [7]. നിലവിൽ, ചിത്രം 4 [9-10] ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, വിപണിയിലെ ഓട്ടോമൊബൈൽ ബോഡി ഘടനകളിലെ ആൻ്റി-കൊലിഷൻ ബാറുകൾ, ബീമുകൾ, ഡോർ ബീമുകൾ എന്നിവയിൽ ഫോം അലുമിനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ചിത്രം 4. (എ) കാർ ബോഡിയുടെ ഭാഗിക ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ഭാഗങ്ങളുടെ ഒരു ഡയഗ്രം ആണ്;
(ബി) ഫോം അലുമിനിയം ആൻ്റി-കൊളീഷൻ ബാറിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം
നിർമ്മാണ വ്യവസായത്തിൽ, നുരയെ അലുമിനിയത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഉപയോഗം ഒരു സംരക്ഷിത, തീ-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള തടസ്സം പോലെയാണ്. വാസ്തുവിദ്യയിൽ അടച്ച സെൽ അലുമിനിയം നുരയുടെ സാധാരണ പ്രയോഗം ഷാങ്ഹായ് സോഹോ ഫക്സിംഗ് പ്ലാസയാണ്. ചിത്രം 6 [11] ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ശബ്ദത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യാനും ഡിസൈനർ ഒരു വലിയ അളവിലുള്ള ഫോം അലുമിനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
അലൂമിനിയം നുരയെ കണ്ടെത്തിയത് ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഫോംഡ് അലുമിനിയം മെറ്റീരിയൽ മികച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനം, ഭാരം, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, ഷോക്ക് ആഗിരണം, ഊർജ്ജ ആഗിരണം പ്രകടനം എന്നിവ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇന്ന് വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ ഇത് വളരെ മികച്ച പ്രകടനമാണ്. വിശാലമായ പ്രയോഗക്ഷമത. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, അലൂമിനിയം ഫോംഡ് പുനരുപയോഗം ചെയ്യാവുന്ന ഒരു പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ ഉൽപ്പന്നം കൂടിയാണ്, അതായത് ഇത് സുസ്ഥിരമായ ഒരു വസ്തുവാണ്, ഭാവിയിലെ വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് വലിയ അളവിൽ ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: നവംബർ-30-2021
