我国科学家完美制备 轻质高强金属力学超材料
发布时间：2023-08-16 11:19:15 所属栏目：动态 来源：
导读：以特定的规则排列的3D立体结构单元为基础的金属超材料是一种多孔的、轻质的和高强的材料，被广泛视为新一代高科技领域的重要研究对象。记者获悉，上海交通大学材料科学与工程学院的顾剑锋教授团队联合澳大利亚皇家墨
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以特定的规则排列的3D立体结构单元为基础的金属超材料是一种多孔的、轻质的和高强的材料，被广泛视为新一代高科技领域的重要研究对象。记者获悉，上海交通大学材料科学与工程学院的顾剑锋教授团队联合澳大利亚皇家墨尔本理工大学马前教授团队，成功打印出密度为1.63克/立方厘米的钛合金（Ti-6Al-4V）力学超材料，其屈服强度和最大压缩强度分别达到308兆帕和417兆帕。 研究团队从单一变形机制的经典Gibson-Ashby模型出发，建立了多变形机制（拉伸、弯曲和剪切）共同作用条件下的力学模型，该模型能有效地预测不同孔隙率的金属力学超材料的强度和弹性模量，同时也适用于去合金纳米多孔材料、微纳尺度的金属多孔材料和人体骨骼的天然多孔材料的强度和弹性模量预测。此外，该模型可以指导实施对各变形机制的调控，可谓是对Gibson-Ashby经典模型从基本原理到应用范围的全方位拓展。 更重要之处在于这个模型的变形原则产生了一种新理念：在轻量而又具有极强力的金属材料中制造出机械超材料的构想。为了这一崭新的理论突破，成功打印出钛合金力学超材料，其屈服强度和最大压缩强度远高于相同的孔隙率或密度条件下各类金属多孔材料或超材料的性能，比商用镁合金WE54和AZ91更轻、更强、更耐蚀，有望在航空航天、生物医学、化学工程、空间和能源技术等领域获得应用。 研究人员表示，该工作的理论创新以及对不同设计方案的实验验证，为后续设计开发各类轻质高强金属力学超材料提供了一个新的理论工具。同时，该研究成果也为未来研究轻质高强金属力学超材料的结构、性能和应用提供了重要参考。 （编辑：驾考网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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