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Les chercheurs développent de nouveaux processus à la fabrication Haute résistance Ultra-Light matériaux

Apr 01 , 2021

Les matériaux légers utilisés dans les industries telles que les avions et les automobiles doivent être aussi légers et forts que possible. Selon les rapports des médias étrangers, l'équipe de recherche de Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) et Hambourg University of Technology (Tuhh) a développé un nouveau processus de Ultra-Light Matériel Nano-Metal tiges, qui peuvent former un réseau imbriqué à différents niveaux, et fournir ultra-élevé force.


La tour Eiffel a été construite dans 1889 et était le plus grand bâtiment du monde à ce prix temps. Il organise intelligemment des faisceaux de fer de différentes tailles et a super Stabilité. Le terme "superposé" Fait référence à une méthode d'ingénierie d'une gamme ouverte de poutre supportée par trabeculae. Pour Des chercheurs scientifiques de matériaux ont longtemps essayé d'appliquer cette méthode à la microstructure interne des matériaux, tels que l'utilisation d'imprimeurs 3D à reproduire Micron-échelle treillis d'ingénierie Structures. Cependant, une nouvelle génération de matériaux de construction super léger n'a pas encore été ajoutée. Le co-auteur du papier et du professeur Jörg Weißmüller de la HZG Institut de la mécanique des matériaux a déclaré: "Un des raisons est que l'imprimante 3D ne peut imprimer que 10 000 poutres au plus, et il faut plusieurs heures, ce qui ne convient pas aux applications pratiques. "


Mais l'équipe travaille toujours Dur: Si l'intensité du faisceau peut être augmentée en réduisant le diamètre de la vitesse de la lumière à quelques nanomètres, il peut poser le fondement de la fabrication de nouveaux matériaux légers et forts Cependant, ce matériau contient généralement des milliards de faisceaux, bien au-delà des capacités de tous les actuels imprimantes.


Premièrement, l'équipe a plongé l'alliage (93% Argent + 7% Gold) en sulfurique dilué acide. Après avoir dissuadé la moitié de l'argent, les matériaux restants se réorientent eux-mêmes former un réseau précis de Nano-Niveau poutres. Après cela, les chercheurs traité thermiquement le matériau à une température élevée de plusieurs centaines de degrés. Shi expliqué: "Ceci La méthode peut grossir le réseau à une taille de faisceau de 150 nanomètres tout en maintenant l'original Architecture."


Enfin, les chercheurs ont utilisé de l'acide pour retirer l'argent restant, laissant seulement un faisceau d'or avec une ouverture moyenne de 15 Nanomètres. Le résultat a montré deux matériaux à deux couches avec différentes tailles de faisceau, ce qui est complètement différent de la tour Eiffel Tour. Grâce à sa structure de réseau ouvert, 80% à 90% de ce nouveau matériau est l'air et sa densité n'est que 10% à 20% de solide métal.


Par la suite, l'équipe de recherche a testé les propriétés mécaniques de millimètre-échelle échantillons. Jörg Weißmüller a dit: "Donné la faible densité de ce matériau, ses paramètres mécaniques clés (tels que la force et l'élastique module) sont relativement très haut. Bien que La majeure partie du poids a été supprimée, ce matériau est toujours plus fort que les matériaux les plus avancés. Ceci est la première fois que la structure en couches est non seulement appropriée pour Macro-ingénierie structures de fermes telles que la tour Eiffel, mais aussi pour un réseau léger matériaux. "


Ceci Le nouveau matériau ne convient pas encore aux structures légères, parce que L'or est trop précieux et doux. mais le nouveau HZG La méthode de conception des matériaux peut être appliquée à une autre liée à la technologie métaux, tels que l'aluminium, le magnésium ou le titane. Mais les chercheurs font toujours face à ce problème, c'est-à-dire ils ne peut que faire petit millimètre-niveau échantillons. Weißmüller a dit: »At présent, notre processus peut être utilisé pour fabriquer des fils métalliques ou même un métal entioreux Feuilles. À l'avenir, ce matériau sera plus utilisé dans des scènes réelles, telles que le champ automobile, pour rendre les voitures plus claires et plus économe en énergie. "

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