Новый, практически неразрушаемый, порезостойкий материал

Coatings Today
06.09.2020 256

Группа исследователей из разных университетов Великобритании, в том числе Университета Дарема, совместно с учеными из нескольких институтов немецкого Общества Фраунгофера (IWU, WKI) и нескольких немецких университетов, разработали новый материал, обладающий высокой стойкостью к надрезам, что делает его практически неразрушимым. Материал под названием Протей (в честь морского божества в древнегреческой мифологии, обладающего способностью предсказывать будущее), плотность которого составляет примерно 15% от плотности стали, полностью устойчив к надрезам.

По примеру природных явлений, таких как свойства кожицы винограда или стойкость к разрушению раковин моллюсков, исследователи поместили небольшие керамические глиноземные сферы в слой алюминиевой пены, покрытый слоем стали снаружи.

Они объясняют, что материал невозможно разрезать благодаря вибрации и возникающих в результате гармонических колебаний. Сверхвысокая твердость этой структуры достигается благодаря локальному резонансу керамических частиц в гибкой ячеистой матрице и режущего инструмента, который вызывает высокочастотные колебания в точке контакта.

В статье, опубликованной 20 июля 2020 года в журнале Scientific Reports, объясняется, как при взаимодействии режущего инструмента с минисферами возникают высокочастотные колебания, которые вдавливают инструмент за считанные минуты. Когда лезвие проникает в материал, сферы высвобождают мелкодисперсные частицы керамической пыли, которые создают эффект шлифования, повреждая инструмент. В то же время, частицы заполняют алюминиевую пену, повышая ее плотность.

Материал также эффективен в отношении гидроабразивной резки высокого давления, поскольку керамические частицы сферической формы рассредотачивают водную струю, что делает материал полностью устойчивым к резанию.

Производственный процесс довольно сложный, объясняют ученые: Сначала алюминиевый порошок смешивают с дигидридом титана (пена) с помощью роторной мешалки для получения однородной смеси.

Затем полученный порошок подвергают холодному прессованию в компрессоре и экструдируют, получая плотные заготовки материала, которые разрезают на небольшие части.

Затем керамические сферы и стержни из прессованного алюминиевого порошка выкладывают в виде ортогональной сетки и заключают в стальной кожух с помощью точечной сварки.

Затем конструкцию нагревают в печи при температуре около 760°C в течение 15-20 минут. Дигидрид титана начинает разлагаться при 470°C, выделяя водород при высоком давлении, который расширяет алюминий, создавая вакуумные пустоты.

Затем компоненты охлаждают на воздухе, при этом создается стабильная сотовая структура с керамическими частицами внутри.

Для сравнения рассмотрим другие примеры материалов, которые способны вступать в реакцию в определенных ситуациях. Например, ловушка для пальцев, в которой благодаря особому переплетению материалов действует механизм: чем больше растягиваешь, тем плотнее она затягивается. Эта конструкция работает против вас; чем больше вы тянете, тем больше сжимается пространство вокруг пальца.

Другой пример — так называемый облек, неньютоновская жидкость из воды и пшеничного крахмала, в которую невозможно погрузить руку, сколько бы вы по ней не ударяли.

В этих примерах материал изготовлен не из стойких компонентов, но именно физическое воздействие делает его высокостойким в определенных условиях.

Исследователи протея приводят пример со стрельбой в мешок с песком. В самом песке нет ничего особенного, но мешок с песком может остановить пулю, просто благодаря своей природе и расположению.

Основные области применения данного материала могут быть связаны с безопасностью (замки, навесные замки, цепи и т.д.), а также с защитными элементами для выполнения опасных работ.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Особые винты используются для скрепления самого большого в мире телескопa
Особые винты используются для скрепления самого большого в мире телескопa
Производитель крепежных изделий компания BUMAX поставит тысячи высокопрочных и коррозионностойких крепежных изделий для чрезвычайно большого…
Coatings Today
25.06.2020
273
Alesta ZeroZinc UniPrime, универсальный грунт премиум-класса
Alesta ZeroZinc UniPrime, универсальный грунт премиум-класса
Axalta запустила Alesta® ZeroZinc UniPrime в регионе EMEA. UniPrime — новейшее дополнение к ассортименту грунтовок…
18.05.2022
180
Пресс-релиз ExpoCoating 2018
Пресс-релиз ExpoCoating 2018
16-я Международная выставка технологий, оборудования и материалов для обработки поверхности, и нанесения покрытий пройдет с…
Coatings Today
01.02.2018
237
Новый увлажнитель от компании Evonik
Новый увлажнитель от компании Evonik
Компания Evonik расширяет свой ассортимент добавок эффективным продуктом для пигментных паст без связующего с крайне…
Coatings Today
20.06.2021
107
Нити углеродных нанотрубок, используемые в умной одежде для сбора данных о сердце
Нити углеродных нанотрубок, используемые в умной одежде для сбора данных о сердце
До сих пор для наблюдения за сердцем часто требовались неудобные нагрудные ремни или другие неудобные…
Coatings Today
07.09.2021
103
Водяные пары и коррозия на атомном уровне
Водяные пары и коррозия на атомном уровне
Недавнее исследование в Лаборатории экологических молекулярных наук и в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, пролило свет…
Coatings Today
31.05.2018
275
Инновационный композиционный материал на основе сульфированного графена и сульфоната бария
Инновационный композиционный материал на основе сульфированного графена и сульфоната бария
В недавно опубликованной статье описывается метод получения и противокоррозионные свойства композитного наполнителя, содержащего сульфонат бария…
Coatings Today
07.10.2021
101
Первые ветряные турбины с полиуретанами от Covestro
Первые ветряные турбины с полиуретанами от Covestro
Covestro, крупнейшая в мире полимерная компания, ввела в эксплуатацию свои первые ветровые турбины с лопастями…
Coatings Today
07.11.2018
265
Безопасные и высокопроизводительные материалы для ремонта электромобилей
Безопасные и высокопроизводительные материалы для ремонта электромобилей
Электромобили уже стали неотъемлемой частью сегодняшней действительности. В 2019 году страны Европы инвестировали 60 миллиардов…
Coatings Today
07.10.2021
100