Produzione di schiume in acciaio inossidabile

Categoria: Tesi di laurea. Scritto da Valerio Rossi Sabato, 22 Gennaio 2011

Lo scopo della seguente tesi di laure è quello di ricercare una tecnologia di produzione di schiume metalliche meno costosa, partendo dal metallo in polvere.

Esistono molti metodi per produrre schiume metalliche che influenzano direttamente alcune caratteristiche del materiale: tra queste le più significative sono la dimensione media delle celle e la densità della schiuma. La prova per antonomasia che consente di valutare la stabilità sotto carico di una schiuma metallica e che la caratterizza nella maggior parte dei suoi aspetti, è la prova di compressione che si effettua in condizioni quasi statiche.

Se si grafica l’andamento della deformazione in funzione del carico applicato al materiale per unità di superficie è possibile individuare un andamento simile a quello illustrato nella figura seguente.

Sono state analizzate tecnologie alternative di produzione delle schiume, tramite prove di compattazione e schiumatura con acido fosforico. Sono state effettuate prove di compressione sui campioni realizzati e sono state condotte analisi micrografiche.

Il processo SRFS (Slip Reaction Foam Sintering) consente di ottenere schiume di acciaio con strutture porose, dosando al meglio le quantità di silice, di acido fosforico e di acqua distillata. L’acido fosforico, in forma di sale, funge da agente schiumante reagendo con l’acqua e producendo delle bolle di idrogeno le quali, rimanendo intrappolate nella struttura, vanno a costituire le porosità. I fosfati, che si vengono a formare dalla reazione tra l’acido fosforico e il ferro contenuto nell’acciaio, impediscono poi alle bolle di idrogeno di fuoriuscire dalla struttura, intrappolandole. Il preparato viene poi sottoposto a sinterizzazione in un forno ad atmosfera controllata per poter così ottenere alla fine la schiuma metallica.

La prova di fondamentale importanza per la caratterizzazione della stabilità meccanica del materiale analizzato è la prova di resistenza alla compressione e deformazione. A livello generale, si può osservare la tendenza delle schiume ad alta densità a presentare fasi di plateau più limitate e con meno oscillazioni, mentre quelle a minore densità presentano generalmente spostamenti maggiori.

L’analisi delle schiume fatta al microscopio elettronico SEM (Scanning Electron Microscope) ha permesso anche di ricavare dati interessanti sulla relazione che lega la struttura interna al comportamento meccanico del materiale. Infine sono state effettuate anche delle analisi spettrali sui campioni in esame.

Qui per vedere la tesi di laurea di Antonio Mazzei.