Παραγωγή και μελέτη μεταλλικών αφρών χαλκού με χρήση υδατοδιαλυτού πληρωτικού μέσου

Mαρνάς, Νικόλαος; Marnas, Nikolaos

dc.contributor.author	Mαρνάς, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Marnas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2016-07-01T12:20:52Z
dc.date.available	2016-07-01T12:20:52Z
dc.date.issued	2016-07-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42943
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11556
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μεταλλικοί αφροί	el
dc.subject	Κονιομεταλλουργία	el
dc.subject	Πορώδες	el
dc.subject	Χαλκός	el
dc.subject	Πληρωτιό μέσο	el
dc.title	Παραγωγή και μελέτη μεταλλικών αφρών χαλκού με χρήση υδατοδιαλυτού πληρωτικού μέσου	el
dc.title	Production and study of open cell copper foams using aqueous-soluble space holder particles	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνικά υλικά - Κατεργασίες	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-09
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό να συμβάλει στην μελέτη της παραγωγής μεταλλικών αφρών με την μέθοδο της κονιομεταλλουργίας αλλά και στην καταγραφή θεωρητικών μοντέλων υπολογισμού βασικών μηχανικών, θερμικών, ηλεκτρικών μεγεθών των μεταλλικών αφρών. Κατά την παραγωγή μεταλλικών αφρών κυρίαρχο για τις μηχανικές, θερμικές , ηλεκτρικές ιδιότητες των μεταλλικών αφρών, είναι το μητρικό υλικό και κράμα που θα χρησιμοποιηθεί, γι’ αυτό πρέπει να γίνει καταγραφή των ιδιοτήτων των υλικών. Για τον σκοπό αυτό, καταγράφονται οι βασικές ιδιότητες κάποιων υλικών που χρησιμοποιούνται στην κονιομεταλλουργία κατά την παραγωγή μεταλλικών αφρών. Επίσης κεφαλαιώδους σημασίας είναι η μελέτη του μεγέθους του πορώδους της δομής του, το μέγεθος των πόρων, το είδος των κελιών, τα οποία καθορίζουν τις εφαρμογές αλλά και τις μηχανικές, θερμικές, ηλεκτρικές κ.α ιδιότητες του παραγομένου αφρού. Γίνεται παράθεση κάποιων βασικών μεθόδων παραγωγής μεταλλικών αφρών, προκειμένου να γίνει κατανοητή η προϋπάρχουσα τεχνική παραγωγής τους, καθώς και το είδος αφρών που δημιουργεί η κάθε μία, με την βιβλιογραφική καταγραφή του μεγέθους των πόρων της διανομής αυτών καθως και το πορώδες που μπορούν να επιτύχουν. Δίνεται έμφαση στην παραγωγή μεταλλικών αφρών με την μέθοδο της κονιομεταλλουργίας και συγκεκριμένα στις μεθόδους α) αφρών με αποπλενόμενα πληρωτικά μέσα, μετά από συμπίεση μείγματος κόνεων – πληρωτικού μέσου, απομάκρυνσή του και πυροσυσσωμάτωση, β) μεταλλικών αφρών από πρόδρομο μέσο που εχει παραχθεί με συμπίεση κόνεων ενός ή περισσότερων μετάλλων και παράγοντα αφροποίησης, με θέρμανσή του κοντά στο σημείο τήξης του. Αναφέρονται και εξετάζονται οι παράγοντες που καθορίζουν την παραγωγή, όπως το μέγεθος των κόκκων κόνεων, η κατεργασία του πρόδρομου, η πίεση συμπίεσης των κόνεων κλπ. Στο τέλος του θεωρητικού μέρους παρατίθενται κάποια οικονομικά στοιχεία για την κοστολόγηση και την βιωσιμότητα διαφόρων μεθόδων παραγωγής μεταλλικών αφρών. Στο πειραματικό μέρος, παρήχθη μεταλλικός αφρός από σκόνη χαλκού με πληρωτικό αποπλενόμενο μέσο καστανή και άσπρη κρυσταλλική ζάχαρη με συγκεκριμένες αναλογίες κόνεων. Το πειραματικό μέρος αποτελείτο από 5 κύκλους πειραμάτων, όπου στον πρώτο παράχθηκαν 3 δοκίμια χαλκού – καστανής ζάχαρης, συμπιεσμένα σε 3 διαφορετικές πιέσεις, ενώ το ίδιο έγινε και στα δοκίμια που περιείχαν άσπρη κρυσταλλική ζάχαρη. Αναφέρθηκαν αστοχίες και έγινε η αιτιολόγησή τους. Στην συνέχεια οι δοκιμές περιορίστηκαν στην πίεση, κατά την οποία προκλήθηκαν τα πιο ικανοποιητικά αποτελέσματα, σε σχέση με την αστοχία των δοκιμίων κατά την φάση της συμπίεσης. Στην συνέχεια μελετηθήκαν στην εν λόγω πίεση η μορφή των πόρων και η δομή των αφρών με χρήση συνδετικού μέσου, σε σχέση με τα δοκίμια που δεν περιείχαν συνδετικά. Κατά την διάρκεια των πειραμάτων χρησιμοποιήσαμε διαφορετικό εξολκέα για να παρατηρηθεί η επίδραση αυτού στην επιτυχή συμπίεση του δοκιμίου. Μελετηθήκαν διαφορετικοί χρόνοι παραμονής των κόνεων υπό φορτίο και εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα. 4 Υπολογίστηκε στην βέλτιστη πίεση το μακροπορώδες και το μικροπορώδες των αφρών με συνδετικό μέσο κόνεων αιθανόλη καθώς και η σχετική τους πυκνότητα αναλυτικά, αλλά και με χρήση του προγράμματος imagej με σκοπό να γίνει συσχέτιση των δύο αποτελεσμάτων. Στη συνέχεια παρουσιάστηκαν τα συμπεράσματα που σχετίζονται με την όλη πειραματική διαδικασία παραγωγης μεταλλικού αφρού χαλκου από συμπιεσμένες κόνεις, απόπλυσης και πυροσυσσωμάτωσης. Τέλος παρατίθενται κάποια πεδία προς περαιτέρω έρευνα για την ανάπτυξη της γνώσης σχετικά με τις ιδιότητες, την βέλτιστη παραγωγή , τη δομή μεταλλικών αφρών, με την μέθοδο της κονιομεταλλουργίας, κυρίως για δύο τεχνικές, αυτής του αποπλενόμενου πληρωτικού μέσου και αυτής του πρόδρομου μέσου με παράγοντα αφροποίησης.	el
heal.abstract	The present diploma thesis aim’s to contribute on the survey to the study of the production of metal foam by method of powder metallurgy, but also to record the theoretical calculation of basic mechanical models, thermal, electrical magnitudes of metal foams. In the production of metal foams dominant for mechanical, thermal, electrical properties of the metal foams are the parent material and the alloy to be used must be made juxtaposition of material properties. For this purpose, they record the basic properties of some materials used in powder metallurgy in the production of metal foams. Also crucial is the study of the size of the porous structure and the pore size as the porous type of cells to determine the size of the application and for the mechanical, thermal, electrical etc. properties of the produced foam. Perform the recording of some basic methods of production of metallic foams in order to understand their preexisting production technique and the type foams creates each with the bibliographic record of the pore size distribution of these as well as the porosity that can be achieved. Emphasis is given in producing metal foams by the process of powder metallurgy and in particular to methods a) foams by dissolved space holders after compression of mixture –space holder powders, removal of space holder and sintering, b) metal foams by a precursor produced by compressing a powder or more metals and foaming agent by heating near the melting point. Reported and examines the factors that determine the production of such grain size powder treatment of the precursor, the compression pressure of the powders etc. At the end of the theoretical part is given some financial data for costing and viability of different production methods of metallic foams. The experimental part developed metal foam production of copper powder water dissolved space holder agent brown, white granulated sugar with specific proportions powders. It consists of 5 rounds of experiments where the first produced three copper - brown sugar specimen which compressed into 3 different pressures while the same happened on specimens which containing white crystalline sugar. Reported failures and became their justification. Then the tests were limited to the pressure at which had the most satisfactory results with respect to the failure of the samples during the phase of compression. Further experiments in this list form the pressure of resources and the structure of the foams by use of binder in relation to the test pieces containing no binders. During the experiments we used a different puller to observe the effect that the successful compression of the test piece. Studied different powder residence times under load and useful conclusions were reached Calculated on the optimal pressure, the macro porosity and the micro porosity of the foams binder ethanol and their relative density and detail using Imagej program to make correlation of the two results. then they were given the conclusions related to the whole experimental process in relation to the literature study resulting from the production process from copper metal foam compressed doing leaching and sintering. Finally given fields for further research into the development of our knowledge on the properties, the optimum production, and the structure of metal foams by the method of powder metallurgy mainly for two technique of water-soluble agent and that of the precursor medium foaming agent.	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	183 σ.
heal.fullTextAvailability	true