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多向晶格+3D打印: 全新人造超材料輕便又堅固

發布時間:2019年01月21日 14:23 來源:
       英國《自然》雜志16日發表了一項材料學最新成果:英國帝國理工學院團隊報告了一種全新人造超材料——強度增加但質量依舊較輕,這種材料是利用多向晶格,并結合3D打印技術制成,而其中新型晶格則是根據強金屬合金的基本原理設計的。
       晶格結構由重復節點和連接支柱組成,結合3D打印技術,制造出來的材料既輕便又堅固。然而,一旦這些材料失效,會帶來災難性后果,這限制了它們的實際應用。而失效的原因在于這些材料的結構——晶格整體取向單一。
       同樣的現象也存在于金屬單晶中,其結構類似,內部會沿特定平面發生滑移而變形。不過,在包含不同取向晶粒的多晶材料中,晶粒邊界有助于阻止正在成形的滑移和裂縫進一步蔓延,因而可以提高這些材料抵抗變形的能力。
      此次,帝國理工學院科學家模擬多晶材料,設計了具有粒狀結構的新型晶格狀超材料,使內部晶格的不同區域具有不同的取向。
       研究人員發現,粒狀超材料(又稱“變斑晶”)發生形變時,比傳統超材料更堅固,更耐損。與多晶材料一樣,“變斑晶”的強度可以通過縮小每個粒狀晶格區域的尺寸來增強。
       研究團隊創造了在施壓后能夠扭變成不同構型的特殊“變斑晶”,模仿的是晶體材料中類似的重排。綜合而言,這些成果將會為科學界帶來更加堅固且適合于各種應用的輕型3D打印材料。
(來源:科技日報)
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