多向晶格+3D打?。喝氯嗽斐牧陷p便又堅固
魔猴君 行業(yè)資訊 2167天前
英國《自然》雜志16日發(fā)表了一項材料學最新成果:英國帝國理工學院團隊報告了一種全新人造超材料——強度增加但質量依舊較輕,這種材料是利用多向晶格,并結合3D打印技術制成,而其中新型晶格則是根據(jù)強金屬合金的基本原理設計的。
同樣的現(xiàn)象也存在于金屬單晶中,其結構類似,內(nèi)部會沿特定平面發(fā)生滑移而變形。不過,在包含不同取向晶粒的多晶材料中,晶粒邊界有助于阻止正在成形的滑移和裂縫進一步蔓延,因而可以提高這些材料抵抗變形的能力。
研究人員發(fā)現(xiàn),粒狀超材料(又稱“變斑晶”)發(fā)生形變時,比傳統(tǒng)超材料更結實,更耐損。與多晶材料一樣,“變斑晶”的強度可以通過縮小每個粒狀晶格區(qū)域的尺寸來增強。
研發(fā)團隊創(chuàng)造了在施壓后能夠扭變成不同構型的特殊“變斑晶”,模仿的是晶體材料中類似的重排。綜合而言,這些成果將會為科學界帶來更加結實且適合于各種應用的輕型3D打印材料。
新材料迭代的速度,除了與科研員對物質基礎性狀的理解程度有關,還與新理論及相關驗證的效率有關,甚至與生產(chǎn)工藝、模擬工具的創(chuàng)新能力都息息相關。掌握其中的奧秘,學會調(diào)整某些參數(shù),創(chuàng)造出符合生產(chǎn)、生活需求的全新材料,這就是化學家被喚作“魔法師”的重要原因。
注:網(wǎng)絡配圖
晶格結構由重復節(jié)點和連接支柱組成,結合3D打印技術,制造出來的材料既輕便又結實。然而,一旦這些材料失效,會帶來災難性后果,這限制了它們的實際應用。而失效的原因在于這些材料的結構——晶格整體取向單一。同樣的現(xiàn)象也存在于金屬單晶中,其結構類似,內(nèi)部會沿特定平面發(fā)生滑移而變形。不過,在包含不同取向晶粒的多晶材料中,晶粒邊界有助于阻止正在成形的滑移和裂縫進一步蔓延,因而可以提高這些材料抵抗變形的能力。
注:網(wǎng)絡配圖
此次,帝國理工學院科研員模擬多晶材料,設計了具有粒狀結構的新型晶格狀超材料,使內(nèi)部晶格的不同區(qū)域具有不同的取向。研究人員發(fā)現(xiàn),粒狀超材料(又稱“變斑晶”)發(fā)生形變時,比傳統(tǒng)超材料更結實,更耐損。與多晶材料一樣,“變斑晶”的強度可以通過縮小每個粒狀晶格區(qū)域的尺寸來增強。
研發(fā)團隊創(chuàng)造了在施壓后能夠扭變成不同構型的特殊“變斑晶”,模仿的是晶體材料中類似的重排。綜合而言,這些成果將會為科學界帶來更加結實且適合于各種應用的輕型3D打印材料。
新材料迭代的速度,除了與科研員對物質基礎性狀的理解程度有關,還與新理論及相關驗證的效率有關,甚至與生產(chǎn)工藝、模擬工具的創(chuàng)新能力都息息相關。掌握其中的奧秘,學會調(diào)整某些參數(shù),創(chuàng)造出符合生產(chǎn)、生活需求的全新材料,這就是化學家被喚作“魔法師”的重要原因。
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