Was ist Metallschaum?

Metallschaum ist ein Schaum - gasblasengefüllter Stoff - aus Metall, häufig Aluminium. Metallschaum ist in zwei Varianten erhältlich: geschlossenzelliger Schaum mit versiegelten Poren und offenzelliger Schaum mit offenen Poren. Metallschäume haben eine sehr hohe Porosität, bei der 75-95% des Volumens des Materials leer sind, gefüllt mit Luft oder Wasserstoff. Metallschäume behalten viele der Eigenschaften des zu ihrer Herstellung verwendeten Metalls bei, wie z. B. die Nichtentflammbarkeit. Andererseits sind Metallschäume weniger leitfähig als festes Metall und wesentlich schwächer, wenn auch selten schwächer als Holz. Metallschäume können leicht in das ursprüngliche Metall zurückgeführt werden, wodurch sie wiederverwendbarer sind als Polymerschäume.

Metallschaum wird manchmal allgemein als Teilmenge zellulärer metallischer Materialien angesehen, wozu auch "Metallschwämme" gehören, obwohl der Begriff "Metallschaum" häufig austauschbar mit allen zellulären metallischen Materialien verwendet wird. Es werden verschiedene Kategorien von zellulären metallischen Materialien unterschieden, darunter zelluläres Metall (Metallschaum mit inneren Zellen, normalerweise geschlossen), poröses Metall (mit geschlossenen, glatt gekrümmten Hohlräumen (Poren) anstelle von gezackten oder offenen Hohlräumen), metallische Schäume (Sonderfälle von porösem Metall) Metalle, die durch Blasen von Gas durch flüssiges Metall und anschließendes Erstarrenlassen erzeugt werden, und Metallschwämme, bei denen es sich im Wesentlichen um offenzelligen Schaum handelt, bei dem der gesamte Hohlraum miteinander verbunden ist. Diese Kategorien schließen sich nicht gegenseitig aus, und es gibt einige Substanzen, die sich über mehrere Kategorien erstrecken. Beispielsweise kann sich ein Schaum mit Brüchen zwischen den Zellwänden an der Kante eines Metallschaums und eines Metallschwamms befinden.

Viele Metallschäume entstehen durch Einbringen von Luftblasen in die Metallschmelze. Es ist nicht einfach, aus geschmolzenem Metall einen Schaum herzustellen, und das Material ist dementsprechend teuer. Es muss ein Treibmittel wie pulverförmiges Titanhydrid verwendet werden, das sich bei hohen Temperaturen in Titan und Wasserstoff zersetzt. Metallschaum ist ein Spezialmaterial für Luft- und Raumfahrt, Wärmetauscher und andere Hochleistungsanwendungen. Da Metallschaum steif und leicht ist, wurde er oft als futuristisches Strukturmaterial vorgeschlagen, obwohl er noch nicht ernsthaft als solches verwendet wurde. Einige handelsübliche Metallschäume umfassen M-Pore, Porvair, Duocel, Metal Foam Korea, Metafoam und Recemat. Die Poren in Metallschäumen haben normalerweise einen Durchmesser zwischen 1 und 8 mm, aber einige Spezialschäume haben Poren, die so klein sind, dass sie für das bloße Auge nicht sichtbar sind.

Geschlossenzellige Metallschäume werden erst seit etwa 1990 hergestellt. Interessanterweise sind einige Metallschäume so diffus, dass sie auf Wasser schwimmen. Metallschäume werden manchmal als das ideale Material für den Bau schwimmender Ozeanplattformen für Sonnenkollektoren oder sogar Städte angepriesen.