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多向晶格+3D打印: 全新人造超材料轻便又坚固 时间:2019/1/19 8:28:40

 英国《自然》?#21448;?6日发表了一项材料学最新成果:英国帝国理工学院团队报告了一种全新人造超材料——强度增加但质量依旧较轻,这种材料是利用多向晶格,并结合3D打印技术制成,而其中新型晶格则是根据强金属合金的基本原理设计的。

  晶格结构由重复节点和连?#21448;?#26609;组成,结合3D打印技术,制造出来的材料既轻便又坚固。然而,一旦这些材料失效,会带来灾难?#38498;?#26524;,这限制了它们的实际应用。而失效的原因在于这些材料的结构——晶格整体取向单一。

  同样的现象也存在于金属单晶中,其结构类似,内部会沿特定平面发生滑移而变形。不过,在包含不同取向晶粒的多晶材料中,晶粒边界有助于阻止正在成形的滑移和裂缝进一步蔓延,因而可以提高这些材料抵抗变形的能力。

  此次,帝国理工学院科学家模拟多晶材料,设计?#21496;?#26377;粒状结构的新型晶格状超材料,使内部晶格的不同区域具有不同的取向。

  研究人员发现,粒状超材料(又称“变斑晶”)发生形变时,比传统超材料更坚固,更耐损。与多晶材料一样,“变斑晶”的强度可以通过缩小每个粒状晶格区域的尺寸来增强。

  研究团队创造了在施?#36141;?#33021;够扭变成不同构型的特殊“变斑晶”,模仿的是晶体材料中类似的重排。综合而言,这些成果将会为科学界带来更加坚固且适合于各种应用的轻型3D打印材料。(记者张梦然)

(来源:新华网)
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