2020年7月21日
工程师们从贝壳和葡萄柚中获得灵感,创造出了他们所说的第一种人造不可切割材料。
这种新材料可以用于安全、健康和安全行业,它可以将切削工具的力转回自身。
这种轻质材料被命名为“变形神”(Proteus),它由陶瓷球体包裹在多孔铝结构中,在测试中无法被角磨机、钻头或高压水射流切割。
由英国杜伦大学(Durham University)和德国开姆尼茨(Chemnitz)夫琅和费机床与成型技术研究所(Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU)领导的一个国际研究小组从葡萄柚坚韧的细胞表皮和软体动物抗断裂的外壳中获得了这种新材料的想法。
鲍鱼海洋生物是用一种生物聚合物材料连接的瓦片制成的,这种材料使它们能够抵抗骨折。为了抵抗最猛烈的强行进入工具,有机材料,如在软体动物壳中发现的文石砖,被工业氧化铝陶瓷和铝金属泡沫基质取代。欧洲杯足球竞彩
新材料坚固、轻便、不易切割。研究人员说,它可以用来制造自行车锁、轻型盔甲和使用切割工具的人的保护装备。2020欧洲杯下注官网
研究结果发表在该杂志上科学报告.新的材料系统是动态的,其内部结构不断演变,在与切削工具相互作用的地方创造了高速运动。动态反应更类似于生物结构。
这种材料是由陶瓷球体包裹的多孔铝结构制成的,这对切割工具有双重的破坏性影响。当用角磨机或钻头切割时,套管内的陶瓷球产生的振动会使切割盘或钻头变钝。
圆盘和陶瓷球之间的相互作用创造了一个连锁的振动连接,可以无限期地抵抗刀具。
刀片逐渐被侵蚀,最终失去作用,因为圆盘或钻头的力量和能量反过来作用于自身,刀片被自身攻击削弱并摧毁。
此外,陶瓷碎片成细小的颗粒,填充材料的胞状结构,并由于陶瓷颗粒之间的原子作用力,随着刀具速度欧洲杯猜球平台的增加而变硬。这样,材料的适应性进一步击退任何攻击。
水射流也被发现是无效的,因为陶瓷球的曲面拓宽了射流,这大大降低了它的速度,削弱了它的切割能力。
该研究的主要作者、杜伦大学工程系应用力学助理教授Stefan Szyniszewski博士说:“我们对葡萄柚的细胞结构和软体动物外壳的瓦片结构是如何防止水果或里面的生物受到损害的感到好奇,尽管它们是由相对脆弱的有机积木组成的。
“这些自然结构反映了我们的金属陶瓷材料的工作原理,这是基于与施加的负载的动态相互作用,而不是被动电阻。
“从本质上讲,切割我们的材料就像切割一个塞满了鸡块的果冻。如果你穿过了果冻,你就会碰到掘金,而掘金材料会以这样的方式振动,从而破坏切割盘或钻头。
“这种柔性材料中嵌入的陶瓷也是由非常细的颗粒制成的,当你在高速切割时,它们会变硬并抵抗角磨机或钻头,就像沙袋在高速切割时抵抗并阻挡子弹一样。”欧洲杯猜球平台
“这种材料在安全和安全行业有很多有用和令人兴奋的应用。事实上,到目前为止,我们并不知道存在任何其他制造的不可切割材料。”
该研究的合著者、斯特灵大学哲学系的米兰达·安德森博士说:“因为我们的材料系统的成功抵抗需要它进行内部改造,所以我们选择了Proteus这个名字。
“1605年,弗朗西斯·培根(Francis Bacon)把自然材料比作‘会改变形欧洲杯足球竞彩状的普罗透斯(Proteus)’,他认为通过实验,我们可以揭示材料的变形特性。”
Szyniszewski博士补充说:“这是我们用这种新材料取得的成就,我们对它的潜力感到兴奋。”
研究人员的材料技术正在申请专利,他们希望与业界合作,将其开发成面向市场的产品。
这项研究由杜伦大学与德国夫琅和费机床与成型技术研究所、夫琅和费木材研究所、汉诺威威廉-克劳迪茨研究所、汉诺威莱布尼茨大学塑料和循环经济研究所共同领导,以及英国萨里大学和斯特灵大学。
这项研究由英国内政部、工程与物理科学研究理事会和欧洲委员会职业整合基金资助。欧洲杯线上买球
来源:https://www.dur.ac.uk/