Новый, практически неразрушаемый, порезостойкий материал

Coatings Today
06.09.2020 297

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

Легкая липкая пленка SolvaLite для панелей кузова автомобилей
Легкая липкая пленка SolvaLite для панелей кузова автомобилей
Быстрое отверждение и безупречная ровность окрашенных поверхностей класса А большой площади, совместимых с передовыми препрегами,…
16.11.2022
92
Альтернатива пескоструйной обработке ржавых поверхностей
Альтернатива пескоструйной обработке ржавых поверхностей
Грунтовка CorrVerter Rust Converter упрощает подготовку ржавой поверхности.
06.09.2022
120
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
318
Новый станок помогает специалистам по обработке поверхности в аэрокосмической отрасли
Новый станок помогает специалистам по обработке поверхности в аэрокосмической отрасли
Новый потоковый галтовочный станок с запатентованной импульсной технологией "Pulsfinish" от компании OTEC Präzisionsfinish доставили в…
Coatings Today
12.11.2019
346
Восстановление автомобилей Jaguar
Восстановление автомобилей Jaguar
Компания XJ Restorations обращается за помощью к Junair Spraybooths. XJ Restorations – это эксперты по…
Coatings Today
09.04.2018
281
Внедрение высокоскоростного робота для окраски
Внедрение высокоскоростного робота для окраски
Компания Yaskawa Motoman (Дейтон, штат Огайо, США) расширяет свою линейку роботов для окраски серии MPX…
Coatings Today
12.09.2021
92
Мир Климата Экспо – второй день работы выставки
Мир Климата Экспо – второй день работы выставки
Участники демонстрируют у себя на стендах оборудование в действии, комплектующие, инновационные технологические решения.
02.03.2023
73
Экологически безопасное самовосстанавливающееся покрытие, защищающее цинк от коррозии
Экологически безопасное самовосстанавливающееся покрытие, защищающее цинк от коррозии
В новом исследовании описываются нанокапсулы полипиррола, содержащие кватернизированный алкилпиридин, которые используются для коррозионностойкого покрытия цинка.…
Coatings Today
15.11.2020
232
Международный композитный форум и Конференция по композитам пройдут в Санкт-Петербурге
Международный композитный форум и Конференция по композитам пройдут в Санкт-Петербурге
III Петербургский международный научно-промышленный композитный форум и научно-практическая конференция «Развитие производства и применения композиционных материалов…
Coatings Today
16.09.2018
263