חומר הקצף החזק ביותר של כדור הארץ - קצף מרוכב מתכת כדור קרמי

במאמר זה, נציג את המאפיינים הרלוונטיים ואת תרחישי היישום של כדורים קרמיים מורכביםמתכת קצףחומר קל במיוחד (על בסיס אלומיניום).
קודם כל, החומר הוא חומר קצף מרוכב חדש מיוחד. על ידי השתלת חלקיקי קרמיקה חלולים המסודרים במטריצה ​​כחומר מחזק, המודולוס והחוזק הכוללים של החומר גבוהים משמעותית מחומרי קצף אחרים העשויים מאותה מטריצה. חומר החיזוק מספק לקצף המרוכב נקבוביות גבוהה יותר מחומר סגסוגת המטריצה, מה שמביא להפחתה משמעותית במשקל. ובנוסף להפחתת המשקל, הנוכחות של כדורי קרמיקה המפוזרים בצורה אחידה בתוך החומר עוזרת לקצף המרוכב להשיג ספיגת אנרגיה גבוהה בדחיסה.
שנית, המבנה הנקבובי של כדורי הקרמיקה מרוכבים קצף אלומיניום חומר קל במיוחד יכול לעמוד בעיוותים פלסטיים גדולים והוא יכול לספוג אנרגיה בתנאי דחיסה או פגיעה שנוצרים. ניתן ליישם את יכולת השיכוך הטובה שלו כדי להפחית את הרטט. לכן, זה יכול לשמש כחומר מגן מפני נזק שנגרם כתוצאה מהתנגשות או פגיעה על ידי הקרבה.
לסיכום, חומר אלומיניום קצף מרוכב כדור קרמי הוא כיום היישום הפוטנציאלי ביותר של מתכת קצף, והפך לנציג יוצא דופן של חומרי השילוב החדשים של מבנה-פונקציה ושל הנקודות החמות של היום בפיתוח חומרים.
ביצועים חומריים

1. קל משקל
חומר קל משקל הוא אחד היתרונות של סוג זה של כדור קרמימתכת קצף מורכבתחומר קל במיוחד. כיום, סוג זה של חומר בדרך כלל מאמץ אלומיניום או סגסוגת מגנזיום עם צפיפות קלה וחוזק מעולה כחומר הבסיס. החיזוק הוא בעיקר כדורים חלולים קרמיים בעלי קירות דקים, דבר המסייע להשגת חומרי קצף מרוכבים עם צפיפות נמוכה יותר. ההשתלה של כדורי קרמיקה חלולים תורמת לתמיכה בנקבוביות הפנימיות של החומר וגם משפרת את החוזק הכללי של החומר, ומספקת נקבוביות ניכרת לחומר הקצף המרוכב. הוא מספק מגוון רחב של יישומים בייצור סיפוני ספינות, חלקי רכב, מודולי ציפה ושריון כלי רכב.

2. עקומות מתח-מתח
עבור חומרים מרוכבים מטריצת אלומיניום מחוזקים בכדור קרמי קל משקל, התכונה המכנית העיקרית של החומר באה לידי ביטוי בתכונות הדחיסה שלו. בשל תהליך הכשל שלו ומנגנון הדחיסה, השונה לחלוטין מזה של החומר המטריצה, תכונות הדחיסה שלו דומות יותר לאלו של חומרים נקבוביים. בעוד שחומרי מטריקס קונבנציונליים ייכשלו במהירות לאחר התנובה, קצפי מתכת מרוכבים ימשיכו לעוות כמות גדולה ולספוג כמות גדולה של אנרגיה חיצונית לאחר שהם מתחילים להניב. תכונות הדחיסה של החומר מושפעות גם מגודל כדורי הקרמיקה המחוזקים.

3. ספיגת זעזועים וספיגת אנרגיה
נכון להיום, השימוש הנרחב ביותר בתחום שיכוך רעידות וספיגת אנרגיה הם חומרי קצף פולימריים שונים. עם זאת, חומר הקצף הפולימרי עצמו רגיש יותר לטמפרטורה, ריאגנטים כימיים וקרניים אולטרה סגולות, מה שמגביל מאוד את השימוש בחומרי קצף פולימריים בסצנה. והחיסרון של ספיגת אנרגיה ספציפית נמוכה יותר מוביל גם לכך שחומרי קצף פולימריים צריכים נפח עצום כדי לספוג אנרגיית השפעה גדולה של עומס. בהשוואה לזה,אלומיניום קצף מרוכבבעל חוזק גבוה יותר וקשיחות רבה יותר. יציבותו הגבוהה, עמידות טובה בשיש, התחדשות חזקה, לא קלה לשריפה, משקלה קלה, היא חומר ספיגת זעזועים מעולה.

4. יישום בתחום ההנדסה
כדור קרמי חומר אלומיניום קצף מרוכב קל במיוחד, יש גם יישומים רבים בתחום ההנדסה. מצד אחד, הוא משמש כחומר מבני, המשמש בתעשיית הרכב, תעופה וחלל, ותעשיית הבנייה; מצד שני, הוא משמש כחומר פונקציונלי, והופך לרכיבי סיכוך וסיכוך אלקטרומגנטי.