18.05.2015 | Наука

Созданный химиками композитный металл не тонет в воде

Исследователи компании DeepSpringsTechnology (DST) совместно со специалистами из Политехнической школы инженерии при Нью-Йоркском университете создали новый металлокомпозит.

Фото NYU Polytechnic School of Engineering

Он настолько лёгок, что может держаться на воде и не тонуть.

Композит с матрицей из магниевого сплава представляет так называемую синтактическую пену – тип композитного материала, созданный путём заполнения металлической, полимерной или керамической матрицы полыми частицами. В данном случае матрица из магниевого сплава наполнена полыми частицами карбида кремния, разработанными DST. То есть она представляет собой своего рода металлическую пену.

Учёные утверждают, что в результате у них получилась самая лёгкая в мире синтактическая пена с металлической матрицей. "Пенная" структура позволяет материалу иметь плотность 0,92 грамма на один кубический сантиметр, то есть меньше плотности воды, так что материал может удерживаться на поверхности жидкости и не тонуть.

Чрезвычайно прочные шарики из карбида кремния способны выдерживать давление более 1757,6 килограмм-силы на квадратный сантиметр. Такие сферы также могут обеспечить ударопрочность, действуя как поглотители энергии.

Изменение количества сфер, которые добавляются к матрице, позволяют композиту приобретать и некоторые другие свойства, которые могут быть настроены в зависимости от цели применения.

В будущем подобный материал может быть использован для строительства морских судов, которые будут оставаться на плаву даже после получения повреждений корпуса. Кроме того, материал получился достаточно плотным, чтобы изготовленное из него судно могло выдержать суровые морские условия.

Материал также может похвастаться термостойкостью, что делает его жизнеспособной альтернативой лёгким композитам с полимерной матрицей, которые были в центре внимания многих исследований в последние годы и использовались для изготовления компонентов морских судов и автомобилей (вместо более тяжёлых компонентов на основе металлов).

"Эта новая разработка в области композиционных материалов – очень лёгкий материал, который позволит снова вернуться к изготовлению компонентов из металла, – говорит профессор кафедры механики и аэрокосмической техники Нихил Гапта (Nikhil Gupta), соавтор исследования. –Способность металлов выдерживать более высокие температуры может стать огромным преимуществом, если компоненты изготавливаются для двигателя или же им придётся контактировать с выхлопными газами".

Среди некоторых потенциальных способов использования материала не только облицовка дна корабля, также, по мнению создателей, он пригодится для создания автомобильных деталей, плавучих машин и брони для военного транспорта. Последний пример объясняет, почему разработки DST осуществляет при поддержке Научно-исследовательской лаборатории армии США (US Army Research Laboratory).

По словам разработчиков, прототипы устройств из нового материала будут протестированы в течение ближайших трёх лет.

Подробности – в научной статье, опубликованной в издании Journal of Impact Engineering.

По публикациям UkrNet