Il materiale espanso più resistente della Terra: schiuma composita in metallo con sfere di ceramica

In questo articolo introdurremo le proprietà rilevanti e gli scenari applicativi diCeramicapalla compositaschiuma metallica(a base di alluminio) ultraleggeroMateriale.
Innanzitutto, il materiale è uno speciale materiale composito in schiuma. Impiantando particelle ceramiche cave disposte in una matrice come materiale di rinforzo, il modulo e la resistenza complessivi del materiale sono significativi.InSignificativamente superiore rispetto ad altri materiali espansi realizzati con la stessa matrice. Il materiale di rinforzo conferisce alla schiuma composita una porosità maggiore rispetto al materiale in lega della matrice, con conseguente significativa riduzione del peso. Oltre alla riduzione del peso, la presenza di sfere ceramiche uniformemente distribuite all'interno del materiale aiuta la schiuma composita a raggiungere un elevato assorbimento di energia in compressione.
In secondo luogo, la struttura porosa del materiale composito ultraleggero in schiuma di alluminio e sfere ceramiche può resistere a grandi deformazioni plastiche e può assorbire l'energia generata in condizioni di compressione o impatto. La sua buona capacità di smorzamento può essere sfruttata per ridurre le vibrazioni. Pertanto, può essere utilizzato come materiale protettivo contro i danni causati da collisioni o impatti, sacrificandosi.
In sintesi, il materiale composito in schiuma di alluminio con sfere ceramiche rappresenta attualmente l'applicazione più potenziale della schiuma metallica ed è diventato un rappresentante eccezionale dei nuovi materiali di integrazione struttura-funzione e uno dei punti caldi dello sviluppo dei materiali più all'avanguardia.
Prestazioni dei materiali

1. Leggero
Il materiale leggero è uno dei vantaggi di questo tipo di sfera in ceramicaschiuma metallica compositaMateriale ultraleggero. Attualmente, questo tipo di materiale adotta solitamente leghe di alluminio o magnesio a bassa densità e con un'eccellente resistenza come materiale di base. Il rinforzo è costituito principalmente da sfere cave ceramiche a parete sottile, che consentono di ottenere materiali compositi in schiuma con densità inferiore. L'inserimento di sfere cave ceramiche contribuisce al supporto dei pori interni del materiale e ne migliora anche la resistenza complessiva, conferendogli un'apprezzabile porosità. Trova un'ampia gamma di applicazioni nella produzione di ponti navali, componenti automobilistici, moduli di galleggiamento e blindature per veicoli.

2. Curve sforzo-deformazione
Per i compositi a matrice di alluminio rinforzati con sfere ceramiche leggere, la principale caratteristica meccanica del materiale si riflette nelle sue proprietà compressive. Grazie al processo di rottura e al meccanismo di compressione, completamente diversi da quelli del materiale della matrice, le sue proprietà compressive sono più simili a quelle dei materiali porosi. Mentre i materiali a matrice convenzionali cedono rapidamente dopo lo snervamento, le schiume composite metalliche continuano a deformarsi notevolmente e ad assorbire una grande quantità di energia esterna dopo aver iniziato a cedere. Le proprietà compressive del materiale sono influenzate anche dalle dimensioni delle sfere ceramiche rinforzate.

3. Proprietà di assorbimento degli urti e di assorbimento dell'energia
Attualmente, i materiali più ampiamente utilizzati nel campo dello smorzamento delle vibrazioni e dell'assorbimento di energia sono vari materiali espansi polimerici. Tuttavia, il materiale espansi polimerico stesso è più sensibile alla temperatura, ai reagenti chimici e ai raggi ultravioletti, il che ne limita notevolmente l'impiego in ambito industriale. Inoltre, lo svantaggio di un minore assorbimento di energia specifica comporta la necessità di volumi di materiale espansi polimerici elevati per assorbire carichi elevati di energia d'impatto. A differenza di quanto avviene in precedenza,schiuma composita di alluminioHa una maggiore resistenza e rigidità. La sua elevata stabilità, la buona resistenza del marmo, la forte rigenerazione, la non facile combustione e la leggerezza lo rendono un materiale eccellente per l'assorbimento degli urti.

4. Applicazione nel campo dell'ingegneria
Sfera in ceramica materiale ultraleggero in schiuma composita di alluminio, trova anche numerose applicazioni nel campo dell'ingegneria. Da un lato, viene utilizzato come materiale strutturale, nell'industria automobilistica, aerospaziale e nell'edilizia; dall'altro, viene utilizzato come materiale funzionale, diventando un componente per l'assorbimento di energia e urti e per la schermatura elettromagnetica.