據(jù)報道，紐約大學(xué)的一個研究小組成功地制備了由輕質(zhì)金屬基復(fù)合泡沫構(gòu)成的層狀復(fù)合材料，該材料在汽車、火車、船舶以及其他需要在被拉伸或壓縮時仍能保持強(qiáng)度的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)組件的領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用前景。
紐約大學(xué)工學(xué)院機(jī)械與航空工程系副教授Nikhil Gupta的研究小組與俄亥俄州托萊多的深泉科技公司以及美國陸軍研究實驗室在《材料科學(xué)與工程A》上發(fā)表了其成果。
常規(guī)金屬泡沫的空隙中填充了氣體，從而導(dǎo)致在減輕重量的同時也帶來了一些麻煩，如在制造過程中難以控制氣孔的大小和形狀。
與常規(guī)金屬泡沫不同，金屬基復(fù)合泡沫通過采用中空顆粒在泡沫結(jié)構(gòu)中引入氣孔。近年來，金屬泡沫因其較好的抗壓強(qiáng)度被廣泛使用。然而，較低的抗彎強(qiáng)度一定程度上限制了金屬泡沫的應(yīng)用，尤其是在汽車結(jié)構(gòu)中。
金屬泡沫以前是夾在兩層硬板中，具有更大的抗彎強(qiáng)度，且泡沫芯允許材料承受大變形并吸收能量。但是，紐約大學(xué)大的研究小組首先開發(fā)出了金屬基復(fù)合泡沫夾芯材料。
他們的研究集中于在碳纖維面板中填充含有中空氧化鋁顆粒的鋁合金。研究人員發(fā)現(xiàn)該層狀材料減輕重量的同時也增加了剛度，并且能吸收更多的能量。這些性質(zhì)使得金屬基復(fù)合泡沫夾芯材料在汽車底板以及其他對剛度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域中極具吸引力。
研究人員稱：該項工作的研究成果可應(yīng)用于軍用或民用的新型船舶以及地面車輛中。此外，新型復(fù)合夾層材料的輕質(zhì)和高能量吸收特性還能使火車受益。