Las espumas de superaleación podrían hacer que los motores de barcos y aviones sean mucho más silenciosos, sugiere una nueva investigación.

El motor y el sistema de escape de un jet son las principales fuentes de ruido de la aeronave, pero los motores a reacción están demasiado calientes para los materiales que se usan típicamente para amortiguar el sonido, como las espumas poliméricas. Una posibilidad para reducir el ruido de los motores de los aviones es combinar el aislamiento acústico normal con superaleaciones metálicas extremadamente resistentes al calor como las que ya se utilizan para las palas de las turbinas de los aviones.

Las espumas de polímero regulares se pueden utilizar como plantilla a partir de la cual crear espumas metálicas de superaleación insonorizantes resistentes al calor. mostró a Wei Zhai y Xu Song del Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur en A * STAR, y sus colegas. El equipo desarrolló una técnica en la que recubrieron una suspensión de la superaleación a base de níquel sobre una espuma de polímero, luego quemó el polímero para dejar una espuma metálica de celda abierta con la misma estructura que el polímero original. Las económicas esponjas de poliuretano para limpieza del hogar son buenas plantillas de espuma, Dice Zhai.

Ahora, haciendo equipo con Xiang Yu y Fangsen Cui del Instituto de Computación de Alto Rendimiento de A * STAR, los investigadores han desarrollado un modelo predictivo para optimizar la estructura de poros de la espuma metálica para una tarea determinada. Primero, produjeron una variedad de estructuras de espuma metálica al cultivarlas en plantillas de polímero con una variedad de porosidades y tamaños de poros. Luego, los investigadores probaron las propiedades acústicas de estas espumas metálicas, para medir cómo absorben el sonido las espumas con diferentes estructuras de poros. Estos datos formaron las bases del modelo predictivo.

El equipo descubrió que generalmente hablando, la absorción acústica es mejor cuando los poros son más pequeños. Cuanto más pequeños son los poros, Cuanto más larga y difícil sea la trayectoria de la onda de sonido a través del material, y cuanto más tiempo tiene el material para amortiguar la energía del sonido convirtiéndola en calor, un fenómeno conocido como efecto termo-viscoso.

El siguiente paso es controlar mejor el proceso de replicación de la plantilla, de modo que se pueda formar un gradiente sintonizable de tamaños de poros dentro de un solo bloque de espuma. "La absorción acústica y el rendimiento mecánico de estas espumas metálicas en gradiente se mejorarán aún más, "dice Zhai.

Las propiedades excepcionales de las espumas metálicas, además de la absorción acústica:bajo peso, incombustible, y resistencia estructural:tiene un gran potencial para motores de aeronaves y barcos y componentes de escape. "La espuma mejorada podría utilizarse como material central de un material compuesto estructurado en sándwich, que poseen resistencia mecánica y rendimiento de amortiguación acústica en un componente, "dice Zhai.