Изследователи демонстрираха нов вид метални матрични композити, толкова леки, че могат да се носят по вода. Лодка, направена от този лек материал, няма да потъне дори и да има пробойна.
Благодарение на ниското си тегло и устойчивостта си към топлина металът може да спомогне и за намаляване на употребата на автомобилно гориво, пише Phys.org.
Въпреки че синтактичната пяна съществува от много години, това е първото създаване на метална матрична синтактична пяна. Тя е дело на екип от изследователи от Deep Springs Technology (DST) и Политехническия университет по инженерство в Ню Йорк.
Техният магнезиев матричен композит е заздравен с кухи частици силициев карбид и има плътност само 0.92 грама на кубичен сантиметър, а плътността на водата е 1.0г/см3. Не само че има по-малка плътност от тази на водата, а е и достатъчно здрав, за да издържи на суровите условия във водата.
През последните години са фокусирани значителни усилия в разработването на леки полимерни матрични композити, които да заменят тежките метални компоненти в автомобилите и плавателните съдове.
Технологията е много близо до съзряване и може да бъде изпробвана върху прототипи в следващите три години. Учените обясняват, че най-голяма полза от ниското тегло и високата плаваемост ще имат превозните средства амфибии, като Ultra Heavy-lift Amphibious Connector (UHAC), който се разработва от американската морска пехота.
„Разработването на леки метални матрични композити може отново да даде предимството на металните материали“, предрича Никхил Гупта, професор по инженерство в отдела за машиностроене и авиация в Нюйоркския университет и съавтор на изследването. „Умението на металите да устояват на по-високи температури може да даде голямо предимство на тези композити при произвеждането на двигателни и изпускателни компоненти.“
Синтактичната пяна, направена от DST и университета в Ню Йорк, има лекотата на пяна, но значително по-голяма здравина. Тайната на тази пяна започва с направата на матрица от магнезиева сплав. Матричният метал се преобразува в пяна с добавянето на леки и здрави кухи сфери от силициев карбид, разработени и произведени от DST. Обвивката на всяка сфера може да издържи натиск от над 1700 килограма на квадратен сантиметър – 100 пъти над максималното налягане в пожарен маркуч.
Кухите сфери предоставят също и защита от удари, защото всяка сфера играе ролята на абсорбатор на енергия по време на счупването си. За да отговаря на изискванията на всеки вид приложение, плътността и други свойства на металният композит може да бъдат променяни чрез прибавяне или изваждане на сфери.
Тази концепция може да се използва и при други магнезиеви сплави, които не са запалими. Новият композит ще намери потенциално приложение при дъната на корабите, автомобилните части, плаващите модули и бронираните автомобили.
Авторите публикували откритията си в International Journal of Impact Engineering. „Динамични свойства на кухите сфери от силициев карбид в магнезиева матрична синтактична пяна“ („Dynamic Properties of Silicon Carbide Hollow Particle Filled Magnesium Alloy (AZ91D) Matrix Syntactic Foams“).
