99久久综合国产精品二区,91国内精品白嫩初高生,久久国产精品一区二区

新聞直報(bào)員供求信息會員

當(dāng)前位置 > 首頁 > 新材料 > 行業(yè)動態(tài) > 正文內(nèi)容

金屬陶瓷新突破，金屬所仿生金屬陶瓷實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)高強(qiáng)韌高阻尼

文章來源：賢集網(wǎng) 更新時間：2023-05-29 15:11:12

開發(fā)新的結(jié)構(gòu)材料的需求無處不在，要求材料既堅(jiān)固又輕便，即具有高強(qiáng)度密度比，而且還具有抗斷裂性，對缺陷不敏，以確保安全的使用壽命。對于金屬陶瓷這類新材料，他們的阻尼系數(shù)普遍偏低，并且隨著強(qiáng)度提升而進(jìn)一步下降。為了解決這一問題，中國科學(xué)院金屬研究所劉增乾、張哲峰團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)外科研團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)明出一種新型鎂-MAX相仿生金屬陶瓷，該材料具有仿生材料優(yōu)異的輕質(zhì)、高強(qiáng)韌、高阻尼性能。

金屬陶瓷材料

為了使陶瓷既可以耐高溫又不容易破碎，人們在制作陶瓷的粘土里加了些金屬粉，因此制成了金屬陶瓷。

金屬陶瓷，是一種由金屬或合金和一種或幾種陶瓷相所組成的非均質(zhì)的復(fù)合材料，其中后者約占15%～85vol%，當(dāng)陶瓷含量高于50vol%時，亦可稱為陶瓷-金屬復(fù)合材料。金屬陶瓷(Cermet/Ceramet)是由陶瓷(Ceramics)中的詞頭Cer/Cera與金屬(Metal)中的詞頭Met結(jié)合起來構(gòu)成。

金屬陶瓷的優(yōu)點(diǎn)及用途

金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，它密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好，不會因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂。另外，在金屬表面涂一層氣密性好、熔點(diǎn)高、傳熱性能很差的陶瓷涂層，也能防止金屬或合金在高溫下氧化或腐蝕。金屬陶瓷既具有金屬的韌性、高導(dǎo)熱性和良好的熱穩(wěn)定性，又具有陶瓷的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損等特性。金屬陶瓷廣泛地應(yīng)用于火箭、導(dǎo) 彈、超音速飛機(jī)的外殼、燃燒室的火焰噴口等地方。

金屬材料和陶瓷材料是我們在航空航天、船舶、汽車、日用等行業(yè)十分常見的材料，已經(jīng)融入到我們的方方面面。金屬陶瓷作為金屬材料和陶瓷材料研發(fā)的一種新型復(fù)合材料，兼具金屬和陶瓷材料的某些優(yōu)點(diǎn)，受到科研工作者的廣泛關(guān)注，是材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。近年來，金屬陶瓷的研究成果越來越多，新品種不斷出現(xiàn)，理論體系也日趨成熟。

現(xiàn)有金屬陶瓷存在的缺陷

現(xiàn)有金屬陶瓷大都以強(qiáng)化相分散于連續(xù)基體相中，各相三維空間連通性較差，并且往往缺乏特定空間構(gòu)型設(shè)計(jì)，難以兼具陶瓷的高強(qiáng)度與金屬的高韌性，同時阻尼系數(shù)普遍偏低，并且隨著強(qiáng)度提升而進(jìn)一步下降。自然界中的貝殼、骨骼等天然生物材料各組成相在三維空間均保持連續(xù)并且相互貫穿，以此實(shí)現(xiàn)不同性能優(yōu)勢的高效結(jié)合，這種巧妙結(jié)構(gòu)可為研制新型高性能金屬陶瓷材料提供重要啟示。

自然界中的貝殼、骨骼等天然生物材料各組成相在三維空間均保持連續(xù)并且相互貫穿，以此實(shí)現(xiàn)不同性能優(yōu)勢的高效結(jié)合。金屬所科研人員受這種巧妙結(jié)構(gòu)啟發(fā)，選用兼具金屬和陶瓷特性并且與鎂界面潤濕性良好的MAX相陶瓷作為組元，利用含氧氣氛下的可控球磨工藝將MAX相剝離成亞微米尺度薄片，進(jìn)而利用真空抽濾實(shí)現(xiàn)陶瓷薄片的擇優(yōu)定向排列，最后將鎂熔體浸滲入部分燒結(jié)的多孔陶瓷骨架中，研制了具有超細(xì)尺度三維互穿類貝殼結(jié)構(gòu)的新型鎂-MAX相仿生金屬陶瓷材料。

仿生金屬陶瓷問世

中國科學(xué)院金屬研究所的研究人員與國內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)出一種輕質(zhì)、高韌性、高阻尼性能的仿生材料——鎂-MAX類金屬陶瓷。該研究成果近日發(fā)表在《今日材料》上，并已申請了一項(xiàng)發(fā)明專利。

陶瓷材料之間比較

Mg -MAX類金屬陶瓷的力學(xué)性能及其與其他材料的比較，由金屬和陶瓷組成的復(fù)合材料，又稱金屬陶瓷，可以結(jié)合陶瓷和金屬的性能優(yōu)勢，同時獲得輕質(zhì)、高韌性和高阻尼性能。這些優(yōu)異的性能對于促進(jìn)結(jié)構(gòu)減重、保證使用安全、提高減振、吸能、降噪等功能非常重要。

受自然界中貝殼、骨骼等天然生物材料的巧妙結(jié)構(gòu)啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)選擇了兼具金屬和陶瓷特性、與鎂潤濕性良好的MAX-phase陶瓷，將其剝離成亞微米尺度的薄片，并利用真空過濾實(shí)現(xiàn)陶瓷薄片的最優(yōu)定向排列。這樣，鎂熔體就可以滲透到部分燒結(jié)的多孔陶瓷骨架中，形成一種新的具有超細(xì)尺度三維互穿結(jié)構(gòu)的鎂-MAX類金屬陶瓷材料，類似于一個殼體。

鎂-MAX相仿生金屬陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、彎曲力學(xué)性能與斷裂機(jī)制

仿金屬陶瓷優(yōu)點(diǎn)

鎂-馬克斯類金屬陶瓷的顯微組織、彎曲力學(xué)性能及斷裂機(jī)制，在材料密度與鋁合金相當(dāng)?shù)那闆r下，室溫下的壓縮和彎曲強(qiáng)度均超過1千兆帕斯卡，即使在200攝氏度下，強(qiáng)度仍接近700兆帕。同時具有極高的比強(qiáng)度，即達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度所需的材料質(zhì)量極輕，高于大多數(shù)塊體鎂及鎂合金、陶瓷等金屬陶瓷復(fù)合材料。

鎂-MAX相仿生金屬陶瓷的力學(xué)性能及其與其他材料的比較

適用的領(lǐng)域

研究團(tuán)隊(duì)表示，這種材料表現(xiàn)出優(yōu)于單一鎂成分的優(yōu)異阻尼性能和良好的斷裂韌性，在承載和減振方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，有望應(yīng)用于航空航天、精密儀器等領(lǐng)域，而這種仿生設(shè)計(jì)思想也可以為開發(fā)新型高性能金屬陶瓷提供有益啟示。科技日報(bào)沈陽1月30日電(記者郝曉明)30日，記者從中科院金屬所獲悉，該所科研人員與國內(nèi)外科研團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)明了一種具有高輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高阻尼性能的仿生材料——鎂-MAX類金屬陶瓷。該研究成果近日發(fā)表在《今日材料》上，并已申請發(fā)明專利。

仿金屬性能

受自然界中貝殼、骨骼等天然生物材料的巧妙結(jié)構(gòu)啟發(fā)，中科院金屬所研究人員選擇了兼具金屬和陶瓷特性、與鎂潤濕性良好的MAX-phase陶瓷作為組分。利用含氧氣氛下的可控球磨工藝，將MAX相剝離成亞微米級片狀，然后通過真空過濾使陶瓷片擇優(yōu)取向排列，使鎂熔體滲入部分燒結(jié)的多孔陶瓷骨架中，開發(fā)出一種具有超細(xì)尺度三維互穿殼狀結(jié)構(gòu)的新型鎂-MAX仿生金屬陶瓷材料。

據(jù)介紹，新型仿生金屬陶瓷材料在密度與鋁合金(2.79g cm^-3 3)相當(dāng)?shù)臈l件下，其室溫壓縮和彎曲強(qiáng)度均超過1 GPa，即使在200攝氏度下，其強(qiáng)度仍接近700 MPa，明顯高于其他部件和其他鎂-陶瓷復(fù)合材料，同時獲得了350 MPa/g·cm-1以上的強(qiáng)度。

仿生金屬陶瓷表現(xiàn)出優(yōu)于單一鎂組分的優(yōu)異阻尼性能和良好的斷裂韌性，在承載、減振等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。有望應(yīng)用于航空航天、精密儀器等領(lǐng)域，仿生設(shè)計(jì)思想也可為開發(fā)新型高性能金屬陶瓷材料提供有益啟示。

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_527273.html
來源：賢集網(wǎng)
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處。

相關(guān)新聞

[2024-06-28]·湖北宜化擬公開掛牌轉(zhuǎn)讓降解新材

[2024-06-28]·廣信股份公開一項(xiàng)聚氨酯農(nóng)藥微膠

[2024-06-28]·伊之密與海爾再度攜手，共筑智能

[2024-06-28]·全球首列！更輕更節(jié)能的碳纖維地

[2024-06-28]·稀土紅外反射中空隔熱聚酰胺纖維

[2024-06-28]·盛禧奧在意大利開設(shè)PMMA先進(jìn)回收

[2024-06-28]·APS Elastomers推出新的耐高溫T

[2024-06-28]·杜邦FROTH-PAK?環(huán)保型低壓雙組

[2024-06-27]·科學(xué)家創(chuàng)制出無疲勞鐵電材料?有

[2024-06-27]·亞納米尺度全暴露Pt團(tuán)簇高效催化

久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合