Doorbraak in de prestaties van metaalschuimfiltratie stimuleert innovaties in multidomeintoepassingen

1. Filtratiemechanisme van metaalSchuim: Dubbele voordelen van structuur en prestatie

Het filtratievermogen vanmetaalschuimkomt voort uit de driedimensionale onderling verbonden poriënkanalen en oppervlaktespanningseffecten, waarbij zowel "fySical sieving" en "selectieve permeabiliteit" kenmerken:

Meerlaags porieontwerp: Poriëngroottes variërend van micrometers tot millimeters maken aanpasbare porositeit mogelijk (60%-98%), waardoor deeltjes van verschillende grootten nauwkeurig kunnen worden opgevangen (bijvoorbeeld 86% filtratie-efficiëntie met poriën van 1,5 mm).

Versterkt capillair effect: Wanneer de externe druk lager is dan de oppervlaktespanning van de vloeistof, kunnen alleen vloeistoffen met een lage viscositeit (bijv. gassen) erdoorheen stromen, waardoor verontreinigingen (bijv. vaste deeltjes in de uitlaatgassen van dieselmotoren) effectief worden geblokkeerd.

Anti-verstopping en zelfreinigend: De open celstructuur in combinatie met de hoge mechanische sterkte zorgt voor duurzaamheid bij inslagen van vloeistoffen met hoge snelheid (bijvoorbeeld langdurige stabiliteit van zandcontroleschermen in zandige vloeistoffen).

2. Casestudies over industrialisatie: van laboratorium tot toepassingen in de praktijk

(1) Zuivering van dieselmotoruitlaatgassen: zeer efficiënte deeltjesafvang

Technische doorbraak: AmetaalschuimHet door het team van Gong Weijia ontworpen filtratie-apparaat behaalde een afvangrendement van 86% voor dieselmotordeeltjes bij een dwarsdoorsnede van 150 cm³ en een dikte van 10 cm. Het apparaat was bestand tegen hoge temperaturen (>300°C) en een zware belasting.

Commerciële vooruitgang: in samenwerking met een fabrikant van zwaar materieel is dit systeem getest en het vermindert de uitstoot van fijnstof met meer dan 50%. Daarmee voldoet het aan de Chinese nationale VI-emissienormen voor niet voor de weg bestemde mobiele machines.

(2) Zandbeheersing bij olie- en gaswinning: erosiebestendigheid en langetermijnfiltratie

Innovatief product: Xing Hongxian's metalen schuimzandcontrolescherm, geoptimaliseerd voor de kronkeligheid van poriënkanalen, behaalt een zandonderscheppingspercentage van >95% en een 30% hogere doorstromingscapaciteit vergeleken met traditionele schermen.

Economische voordelen: Bij proeven in het Bohai-olieveld ging het apparaat langer mee dan 3 jaar (tegenover 1,5 jaar bij conventionele schermen), waardoor de jaarlijkse onderhoudskosten per put met ¥400.000 werden verlaagd.

(3) Industriële stofverwijdering: een kosteneffectieve, hoogwaardige oplossing

Case highlight: Het team van Shi Jinyun ontwikkelde een stofafscheider van metaalschuim met een ontwerp met een gradiënt in de poriegrootte (0,5 mm oppervlaktelaag/2 mm basislaag). Hiermee werd een stofopvangrendement van 92% behaald en een 25% lagere drukval.

Feedback van de markt: Het apparaat wordt ingezet bij de behandeling van rookgassen in cementfabrieken. Het kost 35% minder dan keramische filters en gaat 50.000 uur mee.

MetaalschuimHet biedt uitstekende voordelen op het gebied van corrosiebestendigheid, geluidsabsorptie, demping, energieabsorptie, een groot oppervlak en porositeit, wat een breed toepassingspotentieel belooft. Toekomstige trends wijzen op een uitgebreider gebruik in de automobiel-, militaire, lucht- en ruimtevaart- en bouwsector, naast doorbraken in interdisciplinair onderzoek. Deze ontwikkelingen zullen de commercialisering en industrialisatie van metaalschuimcomposieten aanzienlijk versnellen en daarmee domeinoverschrijdende innovaties en duurzame industriële transformatie bevorderen.