Najmočnejši penasti material na svetu – keramična kroglična kovinska kompozitna pena

V tem članku bomo predstavili ustrezne lastnosti in scenarije uporabe kompozita s keramičnimi kroglamipenasta kovina(na osnovi aluminija) ultralahek material.
Prvič, material je poseben kompozitni nov penast material. Z vsaditvijo votlih keramičnih delcev, razporejenih v matrico kot ojačitveni material, sta skupni modul in trdnost materiala bistveno višja kot pri drugih penastih materialih, izdelanih iz iste matrice. Ojačitveni material daje kompozitni peni večjo poroznost kot material matrične zlitine, kar ima za posledico znatno zmanjšanje teže. In poleg zmanjšanja teže, prisotnost enakomerno porazdeljenih keramičnih kroglic v materialu pomaga kompozitni peni doseči visoko absorpcijo energije pri stiskanju.
Drugič, porozna struktura ultralahkega aluminijastega kompozitnega penastega materiala keramičnih krogel lahko prenese velike plastične deformacije in lahko absorbira energijo pod ustvarjenimi pogoji stiskanja ali udarca. Njegovo dobro sposobnost dušenja je mogoče uporabiti za zmanjšanje vibracij. Zato se lahko uporablja kot zaščitni material pred škodo, ki jo povzroči trk ali udarec, tako da se žrtvuje.
Če povzamemo, keramični kroglični kompozitni material iz pene iz aluminija je trenutno najbolj potencialna uporaba penaste kovine in je postal izjemen predstavnik novih materialov za integracijo strukture in funkcije ter današnjih vrhunskih žarišč razvoja materialov.
Učinkovitost materiala

1. Lahka
Lahek material je ena od prednosti tovrstne keramične žogekompozitna penasta kovinaultra lahek material. Trenutno ta vrsta materiala kot osnovni material običajno uporablja aluminijevo ali magnezijevo zlitino z gostoto svetlobe in odlično trdnostjo. Ojačitev so predvsem tankostenske keramične votle krogle, kar je ugodno za nadaljnje pridobivanje kompozitnih penastih materialov z manjšo gostoto. Implantacija votlih keramičnih kroglic prispeva k podpori notranjih por materiala in tudi poveča splošno trdnost materiala, kar zagotavlja znatno poroznost za kompozitni penasti material. Zagotavlja široko paleto aplikacij pri izdelavi ladijskih palub, avtomobilskih delov, modulov plovnosti in oklepov vozil.

2. Krivulje napetosti in deformacije
Pri lahkih kompozitih z aluminijasto matriko, ojačenih s keramično kroglico, se glavna mehanska lastnost materiala odraža v njegovih tlačnih lastnostih. Zaradi njegovega procesa in mehanizma odpovedi med stiskanjem, ki se popolnoma razlikuje od tistega pri matričnem materialu, so njegove kompresijske lastnosti bolj podobne lastnostim poroznih materialov. Medtem ko bodo običajni matrični materiali po popustljivosti hitro odpovedali, se bodo kovinske kompozitne pene še naprej močno deformirale in absorbirale veliko količino zunanje energije, potem ko bodo začele popuščati. Na tlačne lastnosti materiala vpliva tudi velikost armiranih keramičnih kroglic.

3. Lastnosti absorpcije udarca in energije
Trenutno se na področju dušenja tresljajev in absorpcije energije najbolj uporabljajo različni polimerni penasti materiali. Vendar pa je material iz polimerne pene bolj občutljiv na temperaturo, kemične reagente in ultravijolične žarke, kar močno omejuje uporabo materialov iz polimerne pene na prizorišču. Pomanjkljivost manjše specifične absorpcije energije vodi tudi do tega, da materiali iz polimerne pene potrebujejo ogromno prostornino, da absorbirajo veliko energijo udarca obremenitve. V primerjavi z njim,kompozitna pena aluminijima večjo trdnost in večjo togost. Njegova visoka stabilnost, dobra odpornost proti marmorju, močna regeneracija, ni enostavno zažgati, majhna teža, je odličen material za blaženje udarcev.

4. Uporaba na področju inženiringa
Keramična krogla kompozitni penasti aluminijasti ultralahki material, ima veliko aplikacij tudi na področju inženiringa. Po eni strani se uporablja kot strukturni material, ki se uporablja v avtomobilski industriji, vesoljski industriji in gradbeništvu; po drugi strani pa se uporablja kot funkcionalni material, ki postane komponenta za absorpcijo energije in udarcev ter elektromagnetno zaščito.