Новый, практически неразрушаемый, порезостойкий материал

Coatings Today
06.09.2020 275

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

Боросиликатное стекло продолжает лидировать по спросу на безводную буру
Боросиликатное стекло продолжает лидировать по спросу на безводную буру
На мировом рынке отмечается растущий спрос на безводную буру в секторе солнечной энергетики. Согласно недавнему…
Coatings Today
05.02.2019
274
Новые высокоэффективные фильтры для окрасочных камер
Новые высокоэффективные фильтры для окрасочных камер
Фильтры GFS Poly от компании Global Finishing Solutions обеспечивают долгий срок службы, снижают долговременные затраты…
Coatings Today
24.06.2020
288
Новые цвета полиэфирных порошковых покрытий
Новые цвета полиэфирных порошковых покрытий
Компания Tiger Drylac (Сент-Чарльз, штат Иллинойс, США) представила 6 новых цветов в своей линейке сверхпрочных…
Coatings Today
06.09.2021
118
Axalta представляет свой автомобильный цвет 2018 года – StarLite
Axalta представляет свой автомобильный цвет 2018 года – StarLite
Яркие и сверкающие – это главные тенденции в покраске современных автомобилей. Компания Axalta Coating Systems…
Coatings Today
16.02.2018
243
«Полностью экологичный» концентрат полипропиленовой смолы
«Полностью экологичный» концентрат полипропиленовой смолы
Компания Milliken & Company в сотрудничестве с компанией PureCycle Technologies работают над созданием первого на…
05.11.2022
36
Впечатляющая моторная яхта с подводными крыльями из углеродного волокна и эпоксидной смолы
Впечатляющая моторная яхта с подводными крыльями из углеродного волокна и эпоксидной смолы
Продолжается проект по созданию быстрой, легкой гибридной моторной лодки с подводными крыльями и корпусом из…
Coatings Today
12.02.2019
319
Новый лак ультрапроизводительной энергоэффективной системы CC6750 от Cromax
Новый лак ультрапроизводительной энергоэффективной системы CC6750 от Cromax
Новый лак ультрапроизводительной энергоэффективной системы CC6750 – это инновационный продукт от Cromax®, который позволяет повысить…
Coatings Today
14.09.2021
106
Беспилотный пассажирский самолет от Boeing выполнил первый полет
Беспилотный пассажирский самолет от Boeing выполнил первый полет
Компания Boeing объявила об успешном проведении первого испытательного полета прототипа своего беспилотного пассажирского самолета в…
Coatings Today
23.04.2019
361
Пленка с летучим ингибитором коррозии
Пленка с летучим ингибитором коррозии
Рельефная полиэтиленовая пленка с летучим ингибитором коррозии (ЛИК) от компании Daubert Cromwell обволакивает подшипники и…
Coatings Today
22.12.2020
251