美国研发新型超轻金属材料可大幅提升战机导

年10月21日,在NASA兰利中心内部研发计划(IRAD)资助下,美国北卡罗来纳州立大学利用热辅助真空注射成型技术研发出一种新型复合金属泡沫,其防腐、防污、防冰、耐磨性能均优于目前常用于固定翼和旋翼飞机机翼前缘的航空铝材,有望延长机翼组件的使用寿命,减少组件维护和更换的成本,改善飞机的安全性和燃油效率。   一、超轻金属的概念内涵

超轻金属具有高孔隙率(大于80%)、高强度、耐冲击(塑性变形阶段的应力几乎恒定不变)、优良的导热性等特点,目前的研究重点和热点在于复合金属泡沫和金属微点阵材料两大类。超轻金属具有千变万化的微结构,在保持高孔隙率的前提下,孔径可逐渐由毫米级减小到微米甚至纳米级,因此具有良好的可设计性,可根据不同应用需求在制备前对其微观结构进行优化设计及多功能改进。

二、超轻金属的最新研制进展

(一)复合金属泡沫

复合金属泡沫(CMF)是美国北卡罗来纳州立大学研发的一类新型轻质金属材料,它由空心金属球和金属基体组成,空心金属球紧密堆积并通过铸造(熔融金属)或烧结(粉末状金属)填充金属球之间的空隙。该材料中金属的含量约30%-40%,气孔率达到60%-70%,纯不锈钢复合金属泡沫的密度接近铝。复合金属泡沫的比强度是普通金属泡沫的5-6倍;能量吸收性能比铝或不锈钢高2个数量级,是普通金属泡沫的8倍以上;具有优异的隔热性能,钢质复合金属泡沫的热导率比铝低2个数量级;此外还具有良好的防辐射性能,纯钢质复合金属泡沫屏蔽X射线辐射的能力是铝的3.75倍。复合金属泡沫材料被称为下一代轻质材料,在车辆轻质装甲、士兵个人防护、热防护、辐射屏蔽、有害物质运输、交通工具能量吸收器、直升机着陆能量吸收部件、可植入医疗设备等诸多领域有显著的应用潜力,受到美国陆军和空军的极大


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