Nikkelvildi puhul on poorsus põhiparameeter, mis määrab selle toimivuse. TOPTITECHi nikkelvildi standardne poorsus on 60–80%, mis vastab transpordikihi rakenduste nõuetele paljudes tööstusharudes, eriti elektrolüütitööstuses.
Kuigi see näiliselt lai poorsuse vahemik tuleneb õrnast tasakaalust filtreerimise tõhususe, elektroodide reaktsioonivõime, heli neeldumise ja mehaanilise tugevuse vahel, käsitletakse selles artiklis niklivildi poorsuse kontrolli aluseks olevat loogikat ja praktilisi protsesse, paljastades tööstuse peamised tehnilised saladused.
Poorsus: nikkelvildi jõudluse "nupp".
Nikkelvildi mikroskoopilises maailmas on pooride struktuur nagu linna transpordivõrk:
►Kõrge poorsus (75%-80%) loob hästi-arenenud kolme-dimensioonilise läbi{5}}pooride struktuuri, pakkudes vedelikele (gaasid, vedelikud ja ioonid) madalat-takistusteed, võimaldades tõhusat filtreerimist, suure voolutugevusega heli aku elektroode ja imemist.
►Keskmine-kuni-kõrge poorsus (60%-75%): see vahemik säilitab hea läbilaskvuse, tasakaalustades samal ajal mehaanilise toe ja elektrilise/termilise võrgu stabiilsuse. See esindab optimaalset valikut selliste rakenduste jaoks nagu katalüütilised toed, tihendusmaterjalid ja elektromagnetiline varjestus.
Täpne poorsuse kontrollimine on nikkelvildist toodete põhiline konkurentsivõime nende sihtrakendustes.
Põhiprotsessid poorsuse kontrollimiseks
1. Fiber ehitusüksus
Peened kiud (nt läbimõõduga 8-15 μm) võimaldavad tihedamaid võrgustikke, mille tulemuseks on rohkem poore ja suur pindala. Jämedad kiud (läbimõõt 20-50 μm) kipuvad looma suuremate pooride ja suure läbilaskvusega struktuure. Läbimõõdu juhtimine täppistõmbamise või sulaketrutamise abil määrab poorsuse tooni.
2. Mati ladumine ja vormimine
Õhuvool/märg paigaldamine: õhuvoolu kiirus, kiudude kontsentratsioon ja sadestumise ühtlus määravad otseselt kiuvirna esialgse poorsuse.
Madal kontsentratsioon ja aeglane sadestumine on suure esialgse poorsuse (kuni 85%+) saavutamise võtmeks, kuid aglomeratsiooni tuleb hoolikalt vältida.
Mehaaniline viltimine (põhiprotsess): kraasimismõõtur, paigutuskihtide arv ja ristnurk reguleerivad peenelt vildi tihedust.
Tööstuskogemus: kihtide arvu vähendamine + kraasimismõõturi suurendamine=kohevam vilt ≈ suurem lõplik poorsus.
Eel-pressimine ja vormimine: poorsuse-peenhäälestusnupp
Kontrollitud rõhu (vahemik: 0,05-1,0 MPa) rakendamine kohevale vildile enne paagutamist on kõige otsesem ja tõhusam vahend poorsuse kontrollimiseks.
3. Paagutamine
H₂ või vaakumkaitse all võimaldavad kõrged temperatuurid (800{2}}1100 kraadi) kiududel pinnadifusiooni ja terapiiride difusiooni kaudu oma kontaktpunktides metallurgilisi sidemeid moodustada. Paagutamine on sisuliselt kompromiss tugevuse ja poorsuse vahel.
4. Järel-töötlus
Pärast paagutamist tehakse mikro-valtsimine, et minimeerida poorsuse kadu, tagades samal ajal tasasuse. See on tavapraktika 60–70% poorsusega toodete puhul.
Nikkelvildi poorsuse kontrollimine on materjaliteaduse, protsessitehnoloogia ja praktilise kogemuse kulminatsioon. Alates kiudude mikroskoopilisest disainist kuni aatomi difusioonini paagutamise ajal mõjutab iga samm põhjalikult pooride võrgu saatust. Kiudude morfoloogia, mati tiheduse, eelpressimise rõhu, paagutamisakna-ja järeltöötluse sünergilise kunsti valdamine võimaldab valmistada täpselt nikkelvildist tooteid, mis vastavad erinevatele kasutusnõuetele.
