تشير الرغوة المعدنية إلى مواد معدنية خاصة ذات مسام رغوية. بفضل خصائصها الهيكلية الفريدة، تتمتع الرغوة المعدنية بسلسلة من المزايا الجيدة، مثل الكثافة المنخفضة، وأداء العزل الحراري الجيد، وأداء العزل الصوتي الجيد والقدرة على امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية.

يتميز بنفاذية عالية للهواء، حيث تكون جميع المسام متصلة تقريبًا، وتكون كثافة المسام كبيرة وصغيرة.

تصنيفات الرغوة المعدنية

تتكون الرغوة المعدنية بشكل أساسي من رغوة الألومنيوم ورغوة النحاس ورغوة النيكل ورغوة السبائك الأخرى.

تتميز رغوة الألومنيوم مع السبائك بخفة الوزن وخصائص امتصاص الصوت والعزل الحراري وتقليل الاهتزازات وامتصاص طاقة الصدمة والموجات الكهرومغناطيسية وما إلى ذلك. وهي مناسبة لطبقة حماية الصدمات للصواريخ والطائرات وأجزاء الاسترداد الخاصة بها، ومخزن السيارات، وأجهزة تقليل الاهتزاز الكهروميكانيكية، وغطاء درع الموجات الكهرومغناطيسية لإمدادات الطاقة النبضية، وما إلى ذلك.

بفضل بنية المسام المتصلة والمسامية العالية، تتميز رغوة النيكل بأداء غازي عالي، ومساحة سطح نوعية عالية، وقوة شعرية عالية. تُستخدم غالبًا كمادة وظيفية في صناعة مرشحات السوائل، والرذاذات، والمحولات الحفازة، وألواح البطاريات، والمبادلات الحرارية.

تتمتع رغوة النحاس بموصلية ومرونة جيدة، وتكلفة تحضير أقل من رغوة النيكل، وموصلية أفضل، لذلك يمكن استخدامها في تحضير مواد الأنود (الناقل) للبطارية، وحاملات المحفز ومواد الحماية الكهرومغناطيسية.

على وجه الخصوص، تُستخدم رغوة النحاس كمادة أساسية لأقطاب البطارية، مما يُعطي مزايا واضحة. مع ذلك، فإن مقاومة النحاس للتآكل ليست بنفس جودة النيكل، مما يحد من استخدامه.

تطبيقات الرغوة المعدنية

تتمتع الرغوة المعدنية بقوة ومرونة وقابلية للإضافة معينة، ويمكن استخدامها كمواد هيكلية خفيفة الوزن. وقد استخدمت هذه المادة منذ فترة طويلة كمادة أساسية لمشابك الطائرات. في صناعات الفضاء والصواريخ، تُستخدم الرغوة المعدنية كهياكل دعم خفيفة الوزن لنقل الحرارة. نظرًا لأنه يمكن لحامها أو لصقها أو طلائها بالكهرباء على الهيكل، يمكن تحويلها إلى عضو محمل شطيرة. مثل دعم الغلاف المعدني للجناح، والدعم المضاد للانهيار لمخروط الأنف للصاروخ (بسبب موصليته الحرارية الجيدة) ومعدات هبوط المركبة الفضائية، إلخ.

في البناء، هناك حاجة إلى رغوة معدنية لصنع عناصر خفيفة الوزن وصلبة ومقاومة للحريق، أو درابزين، أو دعامات لهذه الأشياء. يتطلب تسارع وتباطؤ المصاعد الحديثة بترددات عالية وسرعات عالية أيضًا هيكلًا خفيف الوزن من المعدن الرغوي الذي يتمتع بخصائص امتصاص الطاقة والتحمل لتقليل استهلاك الطاقة. تُستخدم الأغلفة الأسطوانية على نطاق واسع في الهياكل الهندسية، مثل هياكل الطائرات ومنصات النفط البحرية. تكون الأغلفة الأسطوانية ذات الجدران الرقيقة عرضة للتلف عند تعرضها للأحمال، ولكن إذا كانت القشرة مدعومة برغوة مستمرة: ملفات، فإن الهيكل يتمتع بقوة أكبر من القشرة المركزية غير المقواة بنفس القطر والحجم.

تعتبر رغوة النحاس سهلة الإنتاج وسهلة التشوه، لذا فهي مناسبة للمثبتات.

يمكن أيضًا استخدام الرغوة المعدنية كتعزيزات للعديد من المواد العضوية وغير العضوية والمعدنية. على سبيل المثال، يتم تصنيع مادة سبائك الألومنيوم المقواة برغوة النيكل (NFRA) بعد التصلب عن طريق ملء الألومنيوم المنصهر في رغوة النيكل.

يعتبر المعدن الرغوي مناسبًا جدًا للاستخدام كمواد لفافة خفيفة الوزن لحمل مجموعة متنوعة من الألواح والأصداف والأنابيب لصنع مجموعة متنوعة من المركبات الرقائقية. ومن الأمثلة النموذجية لاستخدام المواد المسامية في الأجزاء الهيكلية الألواح العازلة. تستخدم الألواح العازلة المستخدمة في الطائرات الحديثة جلدًا مركبًا من الألياف الزجاجية أو الكربونية. يتم فصل هذه الطبقة من الجلد عن مادة قرص العسل الراتنجية بواسطة معدن الألمنيوم أو الورق، أو بواسطة رغوة البوليمر الصلبة لإعطاء اللوحة العازلة صلابة انحناء كبيرة وقوة انحناء محددة. تم توسيع نفس التكنولوجيا إلى تطبيقات أخرى حيث يكون الوزن مؤشرًا رئيسيًا: المركبات الفضائية، والزلاجات، وقوارب السباق، والمباني المتحركة.

تعتبر حماية المخزن المؤقت أيضًا أحد الاستخدامات الرئيسية للرغوة المعدنية، والتي يجب أن تتمتع بالقدرة على امتصاص الطاقة مع التحكم في أقصى قوة تؤثر على الجسم المراد حمايته أسفل حد التسبب في الضرر.

تعتبر الرغوة المسامية مناسبة جدًا لمثل هذه التطبيقات. ومن خلال التحكم في كثافتها النسبية، يمكن تعديل قوة الرغوة المعدنية على نطاق واسع.