美國科學(xué)家研發(fā)全新金屬材料 能漂浮在水面上
美國科學(xué)家研發(fā)了一種全新的金屬材料,能夠漂浮在水面上。這種新輕型材料被稱之為“金屬基復(fù)合材料”,由美軍和科學(xué)家共同研發(fā),可用于制造在遭受結(jié)構(gòu)損傷情況下仍不會沉沒的戰(zhàn)艦。由于兼具重量輕和耐熱這兩大特性,新材料還能降低汽車燃耗。
英國皇家海軍“勇敢”號驅(qū)逐艦,是一種造價10億英鎊(約合15.6億美元)的新型戰(zhàn)艦。借助于科學(xué)家研發(fā)的新材料,未來的戰(zhàn)艦將發(fā)生革命性變化,能夠在遭受數(shù)次打擊之后繼續(xù)漂在水面上 這種新輕型材料被稱之為“金屬基復(fù)合材料”,由美軍和科學(xué)家共同研發(fā),可用于制造在遭受結(jié)構(gòu)損傷情況下仍不會沉沒的戰(zhàn)艦。由于兼具重量輕和耐熱這兩大特性,新材料還能降低汽車燃耗。 雖然復(fù)合泡沫塑料從問世到現(xiàn)在已經(jīng)有很多年歷史,但科學(xué)家研發(fā)金屬基復(fù)合泡沫塑料還是第一次。紐約大學(xué)工程學(xué)院的機(jī)械與航空航天工程(603698,股吧)學(xué)系教授、研究論文合著者尼克希爾-古普塔表示:“這種新研發(fā)的輕型金屬基復(fù)合材料能夠讓鐘擺朝著有利于金屬材料的方向擺動! 水上漂金屬材料由深泉技術(shù)公司和紐約大學(xué)理工工程學(xué)院共同研發(fā)。金屬能夠經(jīng)受住更高溫度的考驗,是一個巨大優(yōu)勢,尤其是那些用于發(fā)動機(jī)和排氣裝置組件的金屬。對這些組件尚且如此,更不用說結(jié)構(gòu)組件了。 在設(shè)計上,這種鎂合金基復(fù)合材料利用中空碳化硅顆粒進(jìn)行加固,密度只有每立方厘米0.92克,相比之下,水的密度為每立方厘米1克。除了密度低于水外,這種新材料還擁有足夠的堅固度,能夠經(jīng)受住惡劣的海洋環(huán)境考驗。最近幾年,科學(xué)家下大力氣研發(fā)輕型聚合材料,取代重量較大的金屬基材料,用于制造汽車和船舶的組件。 研究這種新型材料的技術(shù)已經(jīng)接近成熟,可在3年內(nèi)進(jìn)行原型測試。研究人員表示這種新型合成泡沫不僅重量輕并且擁有很大的浮力,很多船只都將成為受益者,尤其是美國海軍陸戰(zhàn)隊正在研制的超重型兩棲登陸艦等兩棲艦。這種合成泡沫由深泉技術(shù)公司和紐約大學(xué)合作研發(fā),集泡沫的“輕”與金屬的“堅固”于一身。其卓越性能的秘密在于所采用的鎂合金矩陣,通過添加堅固的輕型中空碳化硅顆粒轉(zhuǎn)化成泡沫。 高堅固輕型中空碳化硅顆粒由深泉技術(shù)公司研發(fā)。這種顆粒的外殼每平方英寸能夠經(jīng)受住2.5萬磅(約合1.1萬公斤)壓力考驗——相當(dāng)于滅火水龍帶內(nèi)最大壓力的100倍——只有在更大壓力下才會破裂。中空顆粒還能充當(dāng)一道屏障,避免合成泡沫因受到?jīng)_擊損失。斷裂過程中,每個外殼都能起到能量吸收器的作用。 這種合成材料可以定制,通過在金屬矩陣中添加或者減少中空碳化硅顆粒的數(shù)量擁有不同的密度和其他特性,進(jìn)而擁有更多應(yīng)用。此外,這項新技術(shù)也可以利用其他不易燃的鎂合金。無論是制造船只甲板、汽車零部件、浮力模塊還是車輛裝甲,這種新材料都擁有廣闊的應(yīng)用前景。 |