Análisis de la estructura de la porosidad de espumas metálicas de aluminio de celda abierta y su influencia sobre las propiedades mecánicas.

La presente investigación tuvo como objetivo el diseño y caracterización de dos tamaños de espumas metálicas de aluminio, con una porosidad de 3 milímetros y 5 milímetros de diámetro de porosidad, utilizando esferas de óxido de sodio como preforma soluble, con la finalidad de obtener un material novedoso con datos de la morfología y caracterización mecánica de las propiedades de compresión y absorción de energía de impacto. El método de obtención de estas espumas de aluminio fue por infiltración a través de preformas solubles de óxido de sodio, generando 3 probetas para cada ensayo de compresión cuasiestática, impacto y compresión dinámica, para los 2 diámetros de porosidad. Las probetas de forma cilíndrica, fueron fabricadas con aluminio de alta pureza y la preforma dentro de un molde de fundición de acero inoxidable, utilizando un horno eléctrico, un sistema de tuberías, gas argón y una bomba de vacío para complementar todo el proceso. De acuerdo al análisis morfológico y caracterización mecánica, la probeta de 3 milímetros de diámetro de porosidad soporto una carga de compresión estática de 3000Kg y la de 5 milímetros de diámetro de porosidad soportó una carga de 4000Kg. Se determinó una ecuación para cuantificar la energía absorbida por cada probeta en los ensayos de compresión dinámica, tomando en cuenta el ángulo inicial y de rebote del péndulo de impacto, siendo la probeta con menor diámetro de porosidad la que absorbe la mayor cantidad de energía. Se calculó el costo de fabricación de estas espumas metálicas, resultando un valor de 14 centavos por cada centímetro cúbico de este material.The objective of this research was the design and characterization of two sizes of aluminum metallic foams, with a porosity of 3 millimeters and 5 millimeters of porosity diameter, using sodium oxide spheres as a soluble preform, in order to obtain a material novel with morphology data and mechanical characterization of impact energy absorption and compression properties. The method of obtaining these aluminum foams was by infiltration through soluble sodium oxide preforms, generating 3 specimens for each quasi-static compression, impact and dynamic compression test, for the 2 porosity diameters. The test tubes, cylindrical in shape were manufactured with high purity aluminum and the preform inside a stainless steel casting mold, using an electric furnace, a pipe system, argon gas and a vacuum pump to complement the entire process. According to the morphological analysis and mechanical characterization, the 3-millimeter diameter porosity test piece supported a static compression load of 3000Kg and the 5-millimeter diameter porosity one supported a load of 4000Kg. An equation was determined to quantify the energy absorbed by each the test tube, in the dynamic compression tests, taking into account the initial and rebound angle of the impact pendulum, with the specimen with the smallest porosity diameter being the one that absorbs the greatest amount of energy. The manufacturing cost of these metallic foams was calculated, resulting in a value of 14 cents for each cubic centimeter of this material