金属フォームとは、発泡孔を備えた特殊な金属材料を指します。その独特な構造特性により、金属フォームは、低密度、優れた断熱性能、優れた遮音性能、電磁波吸収能力など、一連の優れた利点を備えています。

通気性が高く、ほぼすべての気孔がつながっており、気孔の BET が大きく、嵩密度が小さいです。

金属フォームの分類

金属フォームは主にアルミニウムフォーム、銅フォーム、ニッケルフォーム、その他の合金フォームです。

合金アルミフォームは軽量で、吸音、断熱、振動低減、衝撃エネルギー吸収、電磁波防止などの特性があります。ミサイル、航空機およびその回収部品の衝撃保護層、自動車緩衝材、電気機械振動低減装置、パルス電源の電磁波遮蔽カバーなどに適しています。

ニッケルフォームは、連続した細孔構造と高い多孔性により、優れたガス透過性、高い比表面積、そして毛細管力を有しています。主に、流体フィルター、アトマイザー、触媒コンバーター、バッテリープレート、熱交換器などの機能性材料として使用されています。

銅フォームは導電性と延性に優れ、ニッケルフォームよりも製造コストが低く、導電性も優れているため、バッテリーのアノード（キャリア）材料、触媒キャリア、電磁シールド材料の製造に使用できます。

特に、銅フォームは電池電極の基材として使用され、明らかな利点を有しています。しかし、銅の耐食性はニッケルほど優れていないため、用途が限られています。

金属フォームの用途

金属フォームは一定の強度、延性、および付加性を備えており、軽量構造材料として使用できます。この材料は、航空機クリップのコア材料として長い間使用されています。航空宇宙産業とミサイル産業では、金属フォームは軽量の熱伝達支持構造として使用されています。構造に溶接、接着、または電気メッキできるため、サンドイッチ支持部材にすることができます。たとえば、翼の金属シェルのサポート、ミサイルのノーズコーンの崩壊防止サポート（優れた熱伝導性のため）、宇宙船の着陸装置などです。

建設現場では、軽くて硬く、耐火性のある要素、手すり、またはこれらの支持材を作るために金属フォームが必要です。また、現代のエレベーターの高頻度かつ高速での加減速には、エネルギー消費量を削減するためにエネルギー吸収と支持特性の両方を備えた発泡金属の軽量構造も必要です。円筒形のシェルは、航空機の胴体や海洋石油リグなどの工学構造物に広く​​使用されています。薄壁の円筒形のシェルは、負荷がかかると損傷しがちですが、シェルが連続したフォーム（コイル）で支えられている場合、構造は同じ直径とサイズの補強されていない中央シェルよりも強度が高くなります。

発泡銅は製造しやすく、変形しやすいため、ファスナーに適しています。

金属フォームは、多くの有機、無機、金属材料の強化材としても使用できます。たとえば、ニッケルフォーム強化アルミニウム合金 (NFRA) 材料は、溶融アルミニウムをニッケルフォームに充填して固化した後に作られます。

発泡金属は、さまざまなパネル、シェル、チューブを運搬してさまざまな積層複合材を作るための軽量ロール材料として使用するのに非常に適しています。構造部品における多孔質材料の使用の典型的な例は、サンドイッチ パネルです。現代の航空機で使用されるサンドイッチ パネルでは、ガラスまたは炭素繊維の複合スキンが使用されています。このスキンの層は、金属アルミニウムまたは紙、または硬質ポリマー フォームによって樹脂ハニカム材料から分離されており、サンドイッチ パネルに大きな特定の曲げ剛性と特定の曲げ強度を与えています。同じ技術は、重量が重要な指標となる他のアプリケーション、つまり宇宙船、そり、レーシング ボート、移動する建物にも拡張されています。

緩衝保護も金属フォームの主な用途の 1 つであり、保護対象物に作用する最大力を損傷を引き起こす限界以下に制御しながらエネルギーを吸収する能力が必要です。

多孔質フォームはこのような用途に適しています。相対密度を制御することで、金属フォームの強度を広範囲にわたって調整できます。