Busa logam menangani panas lebih baik

Sebuah studi baru dari para peneliti North Carolina State University menemukan bahwa busa logam komposit baru (CMFs) secara signifikan lebih efektif isolasi terhadap panas tinggi daripada logam konvensional dasar dan yang terbuat dari baja. Temuan ini berarti CMF menjanjikan untuk digunakan dalam menyimpan dan mengangkut bahan nuklir, bahan berbahaya, bahan peledak dan bahan peka panas lainnya, serta untuk eksplorasi ruang angkasa.

“Kehadiran kantong udara di dalam CMF membuatnya begitu efektif menghalangi panas, terutama karena panas perjalanan lebih lambat melalui udara daripada melalui logam”, kata Afsaneh Rabiei, seorang profesor dan kedirgantaraan teknik mesin di NC State dan penulis kertas pada pekerjaan. Busa logam komposit terdiri dari bola berongga logam terbuat dari bahan-bahan seperti baja karbon, stainless steel atau titanium yang tertanam dalam matriks logam terbuat dari baja, aluminium atau logam paduan.

“Kami telah mengembangkan dua teknologi untuk pembuatan CMFs”, kata Rabiei. “Salah satu didasarkan pada pengecoran bahan matriks titik leleh rendah, seperti aluminium, sekitar bola berongga yang terbuat dari material dengan titik leleh yang lebih tinggi, seperti baja. Hal ini menciptakan CMFs aluminium-baja. Teknik lainnya berdasarkan sintering atau baking matriks bubuk sekitar bola berongga prefabrikasi. Hal ini menciptakan CMFs seperti baja-baja yang terdiri dari baja bola berongga dalam matriks baja”.

busa-logam

Dalam satu tes, peneliti menggunakan sampel dari 2.5 inci sebesar 2.5 inci CMF baja-baja yang 0.75 inci tebal untuk api dengan temperatur nyala rata-rata 800 derajat Celcius selama 30 menit di satu sisi dan dipantau bahan untuk melihat berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk panas untuk mencapai sisi berlawanan dari sampel. Untuk sepotong stainless steel massal dengan dimensi yang sama sebagai sampel CMF, hanya butuh empat menit untuk mencapai 800 derajat Celcius melalui seluruh ketebalan sampel. Tapi butuh delapan menit untuk baja-baja CMF untuk mencapai suhu yang sama.

“Kami sudah tahu CMFs adalah bahan ringan dengan resistensi dampak tinggi kecepatan luar biasa dan perisai radiasi efektif, sekarang kita tahu bahwa itu dapat menahan panas yang tinggi”, kata Rabiei. “Perbedaan konduktivitas termal Ini berarti bahwa penggunaan busa logam komposit bisa membantu menghindari situasi di mana kecelakaan dapat menyebabkan ledakan”.

Para peneliti juga menemukan bahwa busa logam komposit yang seluruhnya terbuat dari stainless steel memperluas 80 persen kurang dari stainless steel massal di 200 derajat Celcius dan meningkat diferensial pada suhu yang lebih tinggi. Keuntungan lain yang patut dicatat adalah bahwa busa logam komposit mengembang pada tingkat yang cukup konstan bila terkena panas tinggi sedangkan logam massal konvensional dan paduan seperti stainless steel memperluas lebih cepat dengan meningkatnya suhu.

“Temuan kami menunjukkan bahwa CMF dapat menawarkan isolasi yang sangat baik termal, stabilitas termal yang tinggi dan pertunjukan flame retardant sangat baik dibandingkan dengan bahan yang tersedia secara komersial seperti stainless steel”, kata Rabiei.

Journal “Experimental and computational studies on the thermal behavior and fire retardant properties of composite metal foams”, diterbitkan dalam International Journal of Sciences Thermal.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *