Fémhab

Zártcellás alumíniumhab

Nyíltcellás fémhab mikroszkópos képen

Szabályos rácsszerkezetű alumínium

A fémhabok (a médiában néha űrsör, az angol spacebeer fordításából) olyan habformájú anyagok, amiknek a szilárd részeit valamilyen fém alkotja. A fémhabban levő buborékok könnyebbé (kisebb sűrűségűvé) teszik az eredeti fémet, így egy sokkal könnyebb és erősebb anyagot kapunk. Általában az anyag térfogatának legalább 50%-a gáz, de vannak olyan fémhabok, amelyek még a víznél is könnyebbek, lebegnek a víz tetején, ám mégis megtartják fémes viselkedésüket.

Főként alumíniumból készítik, de létezik ezüst-, acél-, réz- és titánhab is.

Előállítása

A fémhabokat fémolvadékból habosítással (zárt cellás) vagy fémporral töltött folyadékhabból szintereléssel (nyílt cellás) állítanak elő, így az anyag térfogatának legalább 50%-a gáz lesz.

A fémek (a vízhez hasonlóan) adalékanyagok hozzáadásával tehetőek habosíthatóvá.

Előállításuk kelesztéssel vagy buborékoltatással történik.

A világűrben

Földi körülmények között egyenletes szerkezetű habok előállítását, mint a sör csapolása során és után is a folyadék leszivárgását a gravitáció erősen befolyásolja. Az egyik magyar kísérletben is vizsgálták a habok viselkedést a Nemzetközi Űrállomáson, mivel ott a habokat mikrogravitációs környezetben lehet előállítani, ezáltal a folyadékmozgás a habokban jobban megérthetővé válik, mivel a kapilláris és gravitációs hatásokat ketté lehetett választani.

Története

Az anyagtudomány nagy kihívása volt a fémhab feltalálása. A fémhabok kutatása az 1951-es években kezdődött, amikor is kísérleteket végeztek arra vonatkozólag, hogyan lehet minél könnyebb szerkezetűvé tenni az anyagot, úgymond felhabosítani a fémet.

Az elmúlt évtizedekben felgyorsultak a fémhabokkal kapcsolatos kísérletek, Magyarországon a Hungaluban folytak először fémhab kísérletek az 1990-es évek elején.

Ezután 2003-ban Babcsán Norbert védte meg doktori disszertációját fémhab témában a Miskolci Egyetemen.

Az Admatis Kft. dr. Bárczy Pál vezetésével 2008-ban kezdett saját fémhab előállító technológia fejlesztésébe, ezt a projektet Alakos Fémhab Technológia projektnek nevezték és 2010 augusztusára fejezték be. A létrejött termék neve az AluBone lett. A termék gyártását azonban nem kezdték el.

2007-től a Bay Zoltán Nonprofit. Kft. miskolci Anyagfejlesztési Osztályán kifejlesztett egyedi fémhab gyártási technológia azonban áttörést hozott. Ma már a dr. Babcsán Norbert által vezetett Anyagfejlesztési Osztályból született cég az Aluinvent Zrt. az ALUHAB-nak nevezett alumíniumhabokat gyárt és értékesít. Az ALUHAB létrejöttét az Európai Űrügynökség támogatta a PECS program keretében.

Az űrsör 2006 szeptemberében szállt volna fel egy úgynevezett parabola repülésen egy magyar diákokból álló csapat projektje kapcsán Bordeaux-ban. A Magyar Űrkutatási Iroda információi szerint a Babcsán Norbert vezette csapatot, amely miskolci és budapesti diákokból állt, korábban száz pályázó közül választották ki, tehát nagyon nagy eredmény volt, hogy eljutottak a legjobbak közé. A súlytalansági repülésen részt vevő SpaceBeer (Űrsör) csapat feladata az volt, hogy alumíniumból állítson elő fémhabot, alig 20 másodperces mikrogravitációban. Mivel a korábbi kísérleteknél több műszaki hiba lépett fel, ezért a biztonsági intézkedéseket megszigorították. Az egyik ilyen ellenőrzés során a kísérlethez használt berendezésben elektronikus hiba lépett fel, ezért a kísérletet nem engedték elvégezni a súlytalanságban. Ennek ellenére két diák és a csapathoz tartozó újságíró súlytalansági repülésen vehetett részt egy másik hallgatói kísérlethez csatlakozva.

Habosítási kísérleteket később földönkívüli körülmények között, mikrogravitációban a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén is folytattak magyar kutatók. Ezen kívül az Európai Űrügynökség a speciálisan átalakított Airbus A300-as repülőgép fedélzetén és rakétákon is végzett fémhabosítási kísérletet, ahol a parabolarepülései alkalmával 20–22 másodpercen át, a rakétákon több percen át volt súlytalanság.

Felhasználása

Mivel viszonylag új találmány, még kevés felhasználási területe van, ezek közül néhány lehetőség:

• szuperkönnyű szerkezeti anyagok
• mechanikai energia elnyelésére szolgáló (disszipáló) elemek
  • járművek energiaelnyelő elemei
  • harckocsik páncélzata
• könnyen karbantartható tűzálló elemek
• protézisek
• bútorok

Források

• Fémhabokról általában: fejlesztés, gyártás, felhasználás, forgalmazás
• Egy magyarországi termékfejlesztő honlapja Archiválva 2010. február 6-i dátummal a Wayback Machine-ben
• Fémhab előállítása
• Űrsör készül Bárczy Pál találmányával
• Feltaláltuk az Űrsört!

További információk

• A Wikimédia Commons tartalmaz Fémhab témájú kategóriát.
• Űrsör: Egyetemisták tesztje
• Countdown for ESA’S 46th Parabolic Flight_Campaign
• Magyar alkatrészekkel épül egy műhold