Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte encuentra que las nuevas espumas de metal compuesto de peso ligero CMF son significativamente más efectivas para aislar contra altas temperaturas que los metales básicos convencionales y las aleaciones de las que están hechos, como el acero.El hallazgo significa que el CMF es especialmente prometedor para su uso en el almacenamiento y transporte de material nuclear, materiales peligrosos, explosivos y otros materiales sensibles al calor, así como para la exploración espacial.
"La presencia de bolsas de aire dentro de CMF lo hace tan efectivo para bloquear el calor, principalmente porque el calor viaja más lentamente a través del aire que a través del metal", dice Afsaneh Rabiei, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State y autor correspondiente de unpapel sobre el trabajo. La espuma de metal compuesto consiste en esferas huecas metálicas, hechas de materiales como acero al carbono, acero inoxidable o titanio, incrustadas en una matriz metálica hecha de acero, aluminio o aleaciones metálicas.
"Hemos desarrollado dos tecnologías para fabricar CMF", dice Rabiei. "Una se basa en fundir un material matricial de bajo punto de fusión, como el aluminio, alrededor de esferas huecas hechas de un material con un punto de fusión más alto, como el acero.Esto crea CMF de aluminio y acero, por ejemplo. La otra técnica se basa en sinterizar u hornear el polvo de matriz alrededor de esferas huecas prefabricadas. Esto crea CMF como el acero de acero, que consisten en esferas huecas de acero en una matriz de acero ".
En una prueba, los investigadores expusieron muestras de CMF de acero y acero de 2.5 pulgadas por 2.5 pulgadas que tenían 0.75 pulgadas de espesor a un fuego con una temperatura de llama promedio de 800 grados Celsius durante un período de 30 minutos en un lado, y monitorearon el materialpara ver cuánto tiempo tardaría el calor en llegar al lado opuesto de la muestra. Para una pieza de acero inoxidable a granel con las mismas dimensiones que la muestra CMF, tomó solo cuatro minutos alcanzar 800 grados Celsius en todo el espesor de la muestra.la muestra, pero el CMF de acero y acero tardó ocho minutos en alcanzar la misma temperatura.
"Ya sabíamos que los CMF son materiales livianos con excelente resistencia al impacto a alta velocidad y protección efectiva contra la radiación, ahora sabemos que puede resistir el calor elevado", dice Rabiei. "Esta diferencia en la conductividad térmica significa que el usode espumas metálicas compuestas podría ayudar a evitar circunstancias en las que los accidentes pueden provocar explosiones "
Los investigadores también encontraron que la espuma de metal compuesto hecha completamente de acero inoxidable se expande un 80 por ciento menos que el acero inoxidable a granel a 200 grados Celsius, y el diferencial aumenta a temperaturas más altas. Otra ventaja notable es que la espuma de metal compuesto se expande atasa bastante constante cuando se expone a altas temperaturas, mientras que los metales a granel convencionales y las aleaciones como el acero inoxidable se expanden más rápidamente a medida que aumenta la temperatura.
"Nuestros hallazgos sugieren que CMF puede ofrecer un aislamiento térmico extremadamente bueno, una estabilidad térmica superior y un excelente rendimiento retardante de llama en comparación con materiales disponibles comercialmente como el acero inoxidable", dice Rabiei.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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