輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料可耐500℃高溫
文章來源：全球新材料網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-11-20 15:39:08
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科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞 加拿大多倫多大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型復(fù)合材料，在500℃高溫環(huán)境下仍能保持輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，有望應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。 研究團(tuán)隊(duì)借鑒鋼筋混凝土的構(gòu)造原理，通過3D金屬打印技術(shù)，構(gòu)建出獨(dú)特的金屬基復(fù)合材料。這種材料以鈦合金網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為“鋼筋骨架”，再通過微鑄技術(shù)填充鋁硅鎂合金作為“水泥基質(zhì)”，其中還分布著強(qiáng)化性能的納米級(jí)沉淀顆粒。 相較于傳統(tǒng)鋁合金在高溫下易軟化（500℃時(shí)強(qiáng)度僅約5兆帕）的缺陷，新材料的性能表現(xiàn)令人驚艷。室溫條件下屈服強(qiáng)度達(dá)700兆帕，500℃高溫環(huán)境下仍保持300—400兆帕的強(qiáng)度，堪比中檔鋼材，重量卻減輕三分之二。屈服強(qiáng)度是材料科學(xué)中的一個(gè)重要概念，指材料在受到外力作用時(shí)開始發(fā)生塑性變形的應(yīng)力極限。 團(tuán)隊(duì)通過計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，新材料在高溫下通過“增強(qiáng)孿晶”這一獨(dú)特變形機(jī)制維持強(qiáng)度。這項(xiàng)突破展現(xiàn)了增材制造技術(shù)的創(chuàng)新潛力，為研制更輕、更強(qiáng)、更節(jié)能的交通工具開辟了新路徑。 |
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