La mousse de cuivre 20 PPI est un matériau fonctionnel métallique poreux dont la structure tridimensionnelle est constituée d'un réseau interconnecté. Elle est fabriquée en utilisant une mousse de polyuréthane comme modèle, sur lequel on applique un dépôt chimique de cuivre puis une électrodéposition afin de revêtir uniformément le squelette de la mousse de cuivre pur, avant d'éliminer le modèle organique par pyrolyse à haute température. Ce procédé reproduit fidèlement la morphologie à cellules ouvertes de la mousse originale. La structure obtenue est un réseau métallique continu doté de canaux poreux tridimensionnels entièrement interconnectés, permettant aux fluides ou aux gaz de circuler librement à travers le matériau. Cette configuration doublement continue – où la phase solide et la phase poreuse restent toutes deux continues – constitue la caractéristique structurelle clé qui distingue la mousse de cuivre des produits conventionnels comme les feuilles de cuivre, les treillis métalliques ou les poudres de cuivre frittées.

Grâce à cette structure, la mousse de cuivre 20 PPI offre simultanément trois atouts majeurs. La porosité extrêmement élevée lui confère une légèreté. Le squelette de cuivre tridimensionnel interconnecté assure une faible résistance électrique et des chemins à haute conductivité thermique. Les canaux poreux larges et ouverts garantissent une faible résistance à l'écoulement des fluides ou des gaz. En ce qui concerne l'indice PPI, la valeur de 20 se situe dans la plage des faibles densités de pores, ce qui se traduit par des tailles de pores relativement grandes, une surface spécifique modérée et une perméabilité exceptionnelle. Cela rend ce matériau naturellement adapté aux scénarios nécessitant des débits élevés mais n'imposant que de faibles exigences en matière de pression capillaire. De plus, les propriétés antibactériennes, catalytiques et de résistance à la corrosion du cuivre sont parfaitement conservées sous forme de mousse et même renforcées par l'augmentation de la surface spécifique.

Spécifications du produitscription

Matière : cuivre
Pureté : > 99,9 %
Dimensions : 100 × 100 × 20 mm
Nombre de pores par pouce (PPI) : 20 PPI
Technologie : électrodéposition

Structure à cellules ouvertes totalement interconnectées
Aucun pore fermé isolé n'existe à l'intérieur du matériau, chaque vide étant relié aux pores voisins. Cela permet aux fluides ou gaz de circuler librement dans la structure interne, rendant le matériau adapté aux applications à haut débit comme la dissipation thermique et la filtration.

Diamètre de pore grossier à l'échelle millimétrique
La taille des pores se situe à l'échelle millimétrique, correspondant à la densité de pores modérée de 20 PPI. Cette caractéristique de pores grossiers offre une perméabilité nettement supérieure à celle des mousses de cuivre à PPI élevé, ce qui se traduit par une faible perte de charge et un minimum de pertes de pompage en refroidissement par convection forcée.

Squelette léger à haute porosité
Le réseau métallique occupe moins de 10 % du volume total, ce qui rapproche le poids global du matériau de celui du même volume d'air. Parallèlement, le squelette continu de cuivre offre des chemins ininterrompus pour la conduction thermique et le courant électrique, alliant légèreté et performances fonctionnelles.

Profil de section transversale graduel des poutrelles
La section de chaque poutrelle métallique présente une conicité continue : plus épaisse aux nœuds et plus fine à mi-portée, signature géométrique du dépôt sur modèle de mousse. Ce profil élimine les angles vifs, évitant ainsi les concentrations de contraintes qui pourraient conduire à une fatigue prématurée.

Orientation isotrope des canaux poreux
Les canaux se répartissent avec une probabilité égale dans toutes les directions, sans alignement préférentiel. Par conséquent, la perméabilité aux fluides et la réponse mécanique restent largement cohérentes quelle que soit l'orientation, ce qui simplifie les considérations directionnelles lors de l'assemblage des dispositifs.

Squelette métallique ductile
La ductilité intrinsèque du cuivre pur permet à la mousse de subir une déformation plastique plutôt qu'une rupture fragile lorsqu'elle est pliée ou comprimée. Cette propriété autorise des opérations de seconde transformation telles que l'estampage, la découpe et l'enroulage, facilitant l'intégration dans des dissipateurs thermiques de formes variées.

Applications

Refroidissement par air de puces électroniques haute puissance
Insérée comme cœur dans des dissipateurs à air, la structure tridimensionnelle à cellules ouvertes de la mousse augmente la turbulence de l'air et la surface d'échange thermique, offrant une densité de dissipation plus élevée que les ailettes classiques dans un espace confiné.

Amélioration du transfert thermique dans les plaques froides à liquide
Noyée dans les canaux d'écoulement d'une plaque froide, la mousse perturbe la couche limite thermique grâce à ses poutrelles, favorisant un échange thermique plus complet entre le liquide de refroidissement et la paroi solide pour les dispositifs électroniques à forte densité de puissance.

Absorbeur solaire de type parabolique
Tirant parti de sa forte porosité et de ses bonnes caractéristiques d'absorption lumineuse, la mousse sert de milieu absorbant la chaleur dans les systèmes solaires à concentration, captant efficacement le rayonnement solaire et le convertissant en énergie thermique.

Refroidissement diphasique à canaux parallèles
Dans les scénarios d'ébullition en écoulement diphasique dans des microcanaux ou minicanaux, le squelette de la mousse fournit des sites de nucléation supplémentaires pour la formation de bulles et supprime leur coalescence, améliorant ainsi la stabilité du transfert de chaleur par ébullition.

Collecteur de courant tridimensionnel pour batteries de traction
En tant qu'armature conductrice pour les électrodes de batterie, la mousse offre une distribution uniforme du courant et des voies de transport rapide des ions pour le matériau actif, tandis que la haute conductivité thermique du cuivre évacue la chaleur générée pendant la charge et la décharge.

Composant interne pour réacteurs chimiques
Fabriquée sous forme d'anneaux ou de blocs et placée à l'intérieur d'un réacteur, la mousse améliore la distribution de l'écoulement des réactifs et le transfert de chaleur grâce à ses canaux poreux interconnectés, conduisant à une meilleure efficacité de réaction et à une meilleure uniformité de température.