美國的研究人員開發(fā)出一種新的能浮在水上的輕質(zhì)金屬基復(fù)合材料。研究人員稱,這種材料輕質(zhì)耐熱,有利于減少燃料的使用,有潛力用于打造永不沉沒的船、以及汽車行業(yè)。
盡管復(fù)合泡沫塑料已經(jīng)存在了很多年,但這次開發(fā)出輕質(zhì)金屬基復(fù)合泡沫塑料尚屬首次。該項(xiàng)研究工作是由美國的DST公司和紐約大學(xué)工程工藝學(xué)院共同實(shí)施的。他們采用的是碳化硅空心顆粒增強(qiáng)的鎂合金基復(fù)合材料,密度僅為0.92g/cm3,低于水的1g/cm3,同時(shí)這種材料的強(qiáng)度也足以應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛的海洋環(huán)境。
這種材料可以漂浮在水上
這種新的復(fù)合材料技術(shù)已經(jīng)接近成熟,可能在未來三年內(nèi)進(jìn)行原型測試。
這種新型復(fù)合泡沫塑料的輕量化和高浮力將使很多水陸兩棲的車輛受益,例如美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)研發(fā)的超重型兩棲登陸艇。
研究人員稱,這種超輕金屬基復(fù)合材料的開發(fā)將再次引起大眾對(duì)金屬材料的關(guān)注。
這種復(fù)合泡沫塑料既有泡沫的超輕特性,又具有較佳的強(qiáng)度。該材料的特殊之處始于鎂合金基體,之后這種基體通過添加輕質(zhì)高強(qiáng)的碳化硅空心球體形成泡沫。
單個(gè)球體的殼體在破碎前能夠承受超過1723MPa的壓力,這大約是消防軟管可以忍受的最大壓力的100倍。 由于每個(gè)殼體在斷裂時(shí)類似于能量吸收體,因而空心顆粒也能為復(fù)合泡沫塑料提供沖擊防護(hù)。該復(fù)合材料的密度和其他性能可通過改變球形顆粒的數(shù)量來調(diào)節(jié)。 這個(gè)概念也能用于不易燃的其他鎂合金。
這種新的復(fù)合材料潛在的應(yīng)用包括船地板、汽車零部件和浮力模塊,以及車輛裝甲。
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也許風(fēng)靡一時(shí)的動(dòng)畫片《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中主人公發(fā)明的微型機(jī)器人及其聚集體曾讓您大呼神奇,也許您曾對(duì)小說《哈利·波特》中那件隱身斗篷印象深刻,也許您也對(duì)自然界的偽裝大師烏賊和變色龍能夠瞬間變色的皮膚而匪夷所思……
事實(shí)上,借助一種被稱為“超材料”的東西,全球的材料學(xué)家和物理科學(xué)家們正在將上述聽起來十分“科幻”的東西變?yōu)楝F(xiàn)實(shí):“隱形”飛機(jī)、筆記本大小的衛(wèi)星天線、能感應(yīng)地形的智能鞋子、能復(fù)原的彈性陶瓷、可減輕地震或海嘯影響的防護(hù)墻壁等等。
這種超材料的新奇之處在于,通過復(fù)雜的人工手段對(duì)物質(zhì)原子、分子施加影響來改變材料的力學(xué)性質(zhì),讓光波、雷達(dá)波、無線電波、聲波甚至地震波彎曲。這種超材料被科學(xué)家譽(yù)為“由材料組成的‘材料’”。