복합 금속 폼(CMF)은 강철, 티타늄, 알루미늄 또는 기타 금속 합금으로 만들어진 금속 매트릭스에 스테인레스 스틸 또는 티타늄과 같은 재료로 만들어진 중공 금속 볼이 내장되어 형성된 폼입니다. 이 소재는 가볍고 강해 항공기 날개, 차량 장갑, 인체 갑옷 등의 분야에 사용할 수 있습니다. 또한 CMF는 강철과 같은 기존 금속 및 합금에 비해 단열 특성이 더 좋습니다. 무게, 강도 및 단열 특성의 조합은 CMF가 핵 물질, 위험 물질, 폭발물 및 기타 열에 민감한 물질을 저장하고 운반하는 데 사용될 것으로 예상된다는 것을 의미합니다. 그러나 이러한 애플리케이션을 실현하려면 제조업체는 여러 CMF 부품을 함께 용접해야 합니다. 전통적인 용접 기술은 기포를 녹여 CMF를 더욱 이상적으로 만듭니다.
노스 캐롤라이나 주립 대학의 연구원들은 많은 응용 분야에서 중요한 가볍고 강하며 단열 특성을 유지하는 복합 금속 폼(CMF)을 용접하는 새로운 방법을 발견했습니다.
노스 캐롤라이나 주립 대학의 연구원들은 이제 CMF를 이상적인 재료로 만드는 특성을 손상시키지 않고 복합 금속 폼(CMF) 부품을 결합하는 데 사용할 수 있는 용접 기술을 발견했습니다. CMF는 가볍고 강하며 고온을 효과적으로 단열해 다양한 분야에서 활용이 기대된다.
CMF는 강철, 티타늄, 알루미늄 또는 기타 금속 합금으로 만들어진 금속 매트릭스에 스테인레스 스틸 또는 티타늄과 같은 재료로 만들어진 중공 금속 구체로 구성된 폼입니다. 이 소재는 가볍고 강해 항공기 날개, 차량 장갑, 인체 갑옷 등의 분야에 사용할 수 있습니다.
또한 CMF는 강철과 같은 기존 금속 및 합금에 비해 단열 특성이 더 좋습니다. 무게, 강도 및 단열 특성의 조합은 CMF가 핵 물질, 위험 물질, 폭발물 및 기타 열에 민감한 물질을 저장하고 운반하는 데 사용될 것으로 예상된다는 것을 의미합니다.
그러나 이러한 응용 분야를 달성하려면 제조업체는 여러 CMF 부품을 함께 용접해야 합니다. 이로 인해 문제가 발생합니다. 새로운 연구 논문의 교신저자이자 노스캐롤라이나 주립대학교 기계항공우주공학과 교수인 Afsaneh Rabiei는 "전통적인 융합 용접은 두 개의 금속 조각을 결합하기 위해 필러를 사용합니다."라고 말했습니다. "두 개의 CMF 조각을 융합하는 금속이 단단하기 때문에 문제가 됩니다. 양면에 CMF의 이상적인 특성이 부족하기 때문에 용융 금속을 직접 가열하는 용접 방법은 CMF의 기공 중 일부가 채워져 성능에 영향을 미치게 됩니다. 즉, 이는 대부분의 기존 용접 형태가 금속 폼과 잘 작동하지 않는다는 것을 의미합니다."
그러나 연구자들은 이제 매우 효과적인 용접 방법을 발견했습니다. 유도 용접으로 알려진 이 용접은 유도 코일을 사용하여 금속을 가열하여 용접하는 전자기장을 생성합니다.
"CMF는 금속 함량이 30~35%에 불과하기 때문에 전자기장이 재료 깊숙이 침투할 수 있어 우수한 용접이 가능합니다"라고 Rabiei는 말했습니다. "CMF의 나머지 65~70%를 구성하는 에어 포켓은 재료를 열로부터 절연하는 역할을 합니다. 이러한 방식으로 유도 용접은 두 개의 CMF 조각이 결합된 대상 영역을 가열하지만 열이 연결부에서 외부로 확산되는 것을 방지합니다. 이는 CMF의 특성을 유지하는 데 도움이 됩니다."
"CMF의 특성이 다양한 응용 분야에서 매력적이기 때문에 이는 중요한 진전입니다. 그러나 매력적인 특성을 손상시키지 않고 CMF 부품을 용접할 수 있는 방법이 있어야 합니다."
"다공성 금속 및 금속 폼의 용접에 관한 연구"라는 제목의 이 논문은 최근 Advanced Engineering Materials 저널에 게재되었습니다.
컴파일된 소스: ScitechDaily