| Abstract | Temeljni cilj diplomskog rada je bio ispitati svojstva metalnih pjena koja su proizvedena u čvrstom stanju pomoću odvojenih čestica aluminijeve legure i natrijevog klorida kao odgovarajućeg agensa za stvaranje poroziteta. Prije početka eksperimentalnog dijela rada napravljena su preliminarna ispitivanja kojima je cilj bio odrediti raspon vrijednosti ulaznih parametara za proces proizvodnje. Za odabrani D-optimal plan pokusa bilo je potrebno izraditi 20 uzoraka briketa metalne pjene koji se međusobno razlikuju po tri ulazna parametra – udjela agensa od 50% do 70% , temperature sabijanja od 20°C do 300°C i sile sabijanja od 300 000 N do 500 000 N. Nakon briketiranja uzoraka bilo je potrebno očistiti uzorke od agensa kako bi se stvorili poroziteti u strukturi uzorka. Čišćenje uzoraka je obavljeno u vodi temperature oko 100°C u trajanju od 30 minuta. Zatim su se uzorci metalne pjene ispitivali sabijanjem pri sobnoj temperaturi uz mjerenje veličina poput sile i pomaka kako bi se dobili potrebni podatci za daljnju analizu u programu Design Expert 7. U programu Design Expert 7 radila se analiza utjecaja ulaznih faktora na odabrane izlazne (odzivne) veličine – naprezanja pri različitim deformacijama, apsorpciji energije pri različitim deformacijama, mikro-tvrdoće, gustoće, relativne gustoće, efikasnosti mase, granice tečenja te platoa naprezanja. U većini analiza se udio poroznosti pokazao kao najutjecajniji ulazni faktor, dok je temperatura sabijanja pokazala kao manje utjecajan ali ipak značajan faktor u većini analiza. Sila sabijanja se nije pokazala kao utjecajni faktor u niti jednoj analizi tako da se u budućim ispitivanjima ovog načina proizvodnje ona može zanemariti kao nebitni faktor. Optimizacijom ulaznih i izlaznih parametara unutar programa Design Expert 7 kao optimalno rješenje se pokazala pjena sa 52,78% udjela poroznosti u strukturi sabijanoj pri temperaturi od 230 °C. Ovakva pjena ima visoke vrijednosti naprezanja i apsorpcije energije te niske vrijednosti gustoće s obzirom na gustoću osnovnog materijala od kojeg je napravljena. Može se zaključiti da ovaj način proizvodnje aluminijevih pjena predstavlja jeftin, ekološki prihvatljiv i relativno jednostavan način proizvodnje kojim se mogu postići dobra svojstva pjena. |
| Abstract (english) | The main goal of the thesis was to examine the properties of metal foams that were produced in the solid-state using chips of aluminum alloy and sodium chloride as the appropriate agent for creating porosity. Before the beginning of the experimental part of the work, preliminary tests were carried out, the aim of which was to determine the range of values of the input parameters for the production process. For the selected D-optimal test plan, it was necessary to make 20 samples of metal foam briquettes that differ from each other in terms of three input parameters - agent content from 50% to 70%, compaction temperature from 20°C to 300°C and compaction force of 300,000 N to 500,000 N. After briquetting the samples, it was necessary to clean the samples from the agent to create porosities. The samples were cleaned in water at a temperature of around 100°C for 30 minutes. Then, the metal foam samples were tested by compression at room temperature while measuring quantities such as force and displacement to obtain the necessary data for further analysis in the Design Expert 7 program. In the Design Expert 7 program, an analysis of the influence of input factors on selected output (response) quantities - stress at different deformations, energy absorption at different deformations, microhardness, density, relative density, mass efficiency, yield strength and stress plateau - was done. In most analyses, the proportion of porosity was shown to be the most influential input factor, while compaction temperature was shown to be a less influential but still significant factor in most analyses. The compaction force did not prove to be an influential factor in any analysis, so it can be ignored as an unimportant factor in future tests of this production method. By optimizing the input and output parameters within the Design Expert 7 program, foam with a 52.78% porosity share in the structure compacted at a temperature of 230 °C proved to be the optimal solution. This type of foam has high stress and energy absorption values and low density values considering the density of the base material from which it is made. It can be concluded that this method of producing aluminum foams is a cheap, environmentally friendly, and relatively simple method of production that can achieve good foam properties. |
