Пористі алюмінієві матеріали привертають значну увагу завдяки поєднанню низької густини, високих енергопоглинальних властивостей та достатньої міцності. Вони знаходять застосування у транспортному машинобудуванні, авіаційній техніці, теплообмінних системах та енергетиці. Одним із ефективних методів їх виготовлення є лиття з використанням соляних наповнювачів, які після кристалізації металу видаляються вимиванням. Проте фізичні характеристики наповнювача, зокрема гранулометричний склад, форма та щільність частинок суттєво впливають на формування структури та кінцеві властивості пористого алюмінієвого матеріалу.

З огляду на це, метою роботи є встановлення залежності між фізичними характеристиками наповнювача та структурою і властивостями пористого литого алюмінію. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

– класифікувати наповнювач NaCl за гранулометричним складом;

– визначити вплив розміру та форми вихідних частинок NaCl на фізичні властивості пористого литого алюмінію;

– дослідити мікроструктуру та механічні властивості зразків пористого литого алюмінію.

У роботі використовували алюміній (марки А5) та наповнювач NaCl (кам’яна сіль), попередньо прожарений для видалення вологи до температури 660 ⁰С. Сіль просіювали за допомогою ситового класифікатора для отримання фракцій різного розміру. Формування зразків здійснювали методом вакуумного просочування за умови контрольованого градієнту тиску. Після кристалізації алюмінієвих заготовок видалення наповнювача здійснювали у гарячій воді з подальшим сушінням.

Дослідження структури проводили металографічними методами, визначення пористості – непрямим методом на основі визначення густини сплаву без пористості та пористого сплаву. Цей метод є інформативним, тому що він дає змогу виявити загальні тенденції впливу типу наповнювача, його фракційного складу та умов кристалізації заготовок на мікроструктуру та фізико-механічні властивості пористого алюмінієвого сплаву. Такий аналіз є важливим етапом у вдосконаленні технології лиття з пороутворенням і підборі оптимальних режимів для досягнення заданих характеристик матеріалу. Міцність пористого матеріалу оцінювали за результатами випробувань на стиск.

Встановлено, що дрібнодисперсні частинки NaCl під час просочування розплавом утворюють неоднорідну структуру у зв’язку із спіканням наповнювача на етапі термічного оброблення, проте міцність таких матеріалів знижується через тонкі перемички між порами. Використання більш крупних частинок наповнювача призводить до формування більших пор, що збільшує загальну пористість, але водночас сприяє зростанню питомої міцності завдяки товстішим міжпоровим перегородкам. Оптимальні властивості спостерігалися за умови використання середньої фракції наповнювача (300-500 мкм), що забезпечувало баланс між рівномірністю структури та достатньою міцністю.

Таким чином, фізичні характеристики наповнювача (розмір та форма частинок NaCl) визначають структуру пористого литого алюмінію. Дрібні фракції формують рівномірно пористу, але менш міцну структуру, тоді як грубі чатсинки збільшують товщину перегородок і міцність, але знижують однорідність. Використання середніх за розміром фракцій забезпечує оптимальне поєднання рівномірності пористості та механічних властивостей.