تولید فوم فلزی آهنی با ساختار لایه ای به روش ریخته گری انجمادی و بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی آن

فلز آهن با توجه به فراوانی، قیمت مقرون به صرفه و خواص مکانیکی مناسب، از پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف مانند باتری ها، بیومواد و... است. علاوه بر این، فلز آهن با ساختار متخلخل به دلیل وزن سبک، چقرمگی بالا و جذب انرژی بالا اخیرا توجه محققان زیادی را به خود جلب نموده است. در این مقاله به تولید فوم فلزی از جنس آهن به روش ریخته گری انجمادی و با استفاده از ماده اولیه اکسید آهن، پرداخته شده است. ریزساختار و خواص مکانیکی این ساختار متخلخل، پس از فرایند احیا و پخت مورد برسی قرار گرفته است. میزان تخلخل حاصل از دوغاب با 10 درصد حجمی پودر اکسید آهن و سرعت انجماد 2 درجه سانتی گراد بر دقیقه، 82 درصد و ریزساختار حاصل از این عملیات، لایه ای متخلخل و موازی تعیین شد. ضخامت لایه ها در ریزساختار از 16 تا 22 میکرومتر و پهنای حفرات در حد فاصل لایه ها، در محدوده 25 تا 35 میکرومتر دارای بیشترین درصد فراوانی برآورد شد. آنالیز نتایج آزمون فشار نشان داد که تنش فشاری حداکثری این ساختار mpa 34/4، و تنش میانگین در ناحیه دوم نمودار تنش کرنش (ناحیه پایا) که در آن جذب انرژی رخ میدهد، معادل mpa 53/4 و کمی بیشتر از حداکثر تنش فشاری می باشد.