Svařování kovové pěny. Kredit: North Carolina State University.

Kompozitní kovové pěny (CMF, Composite metal foam) jsou pozoruhodné materiály s velmi zajímavými vlastnostmi. Jsou velice lehké a přitom si do značné míry zachovávají mechanické vlastnosti kovů. Také mají výborné izolační vlastnosti, ať jde o teplotu, zvuk, nárazy, vystřelené projektily nebo třeba radioaktivitu.

Afsaneh Rabiei. Kredit: North Carolina State University.

Problém nastane, když je nutné spojit více kusů kovové pěny dohromady. Pokud se klasicky svařují, kovová pěna obvykle v místě sváru přichází o své žádoucí vlastnosti. Jak říká Afsaneh Rabieiová z americké North Carolina State University, při tradičním svařování (Fusion welding) vzniká mezi svařovanými částmi kovové pěny pevný kov a ten pochopitelně postrádá kvality kovové pěny. Zároveň dochází k zaplňování dutin v kovové pěně s podobnými důsledky.

Logo. Kredit: North Carolina State University.

Rabieiová a její kolegové hledali alternativní technologii, která by umožnila spojování kovové pěny bez zmíněných negativních dopadů. Nalezli ji v indukčním svařování (Induction welding), které využívá vysokofrekvenční elektrický proud k aktivaci indukční cívky, čímž vzniká vysokofrekvenční elektromagnetické pole, zahřívající svařované kovy až k tání.

Laboratorní experimenty potvrzují, že to funguje. Elektromagnetické pole proniká hluboko do materiálu. Prázdné prostory v kovové pěně přitom brání teplu v šíření mimo oblast svařování, takže svařovaný materiál taje jen přesně v místě sváru.

Rabieiová neskrývá nadšení. Kovové pěny jsou velmi slibné pro rozmanité aplikace. Problémy se svařováním doposud představovaly jednu ze zásadních překážek pro jejich širší využití. Teď může dojít k explozivnímu rozvoji technologií s kovovými pěnami a dalšími podobnými materiály.

Video: What is Metal Foam and Why Does it Work? | Sci NC

Literatura

New Atlas 15. 12. 2023.

Advanced Engineering Materials online 16. 11. 2023.