Исследовательская группа Нихила Гупты, доцента инженерной школы Нью-Йоркского университета на факультете машиностроения и аэрокосмической техники, работающая с Толедо, штат Огайо, компанией Deep Springs Technology и Исследовательской лабораторией армии США, опубликовала свои выводы в журнале «Материаловедение и инженерия»: А.Обычные металлические пенопласты имеют заполненные газом поры внутри металла, которые снижают вес, но имеют некоторые недостатки, такие как трудности с контролем размера и формы пор во время производства.Напротив, синтаксические пены с металлической матрицей обладают пористостью в своей пенообразной структуре за счет полых частиц.
В последние годы наблюдается рост использования этих материалов, в основном из-за их прочности на сжатие. Однако прочность на изгиб была ограничением для многих потенциальных применений, особенно в автомобильных конструкциях.
Металлические пены ранее были зажаты между двумя жесткими листами, которые обеспечивают повышенную прочность на изгиб, в то время как вспененная сердцевина позволяет материалу выдерживать большие деформации и поглощать энергию. Но Гупта и его коллеги первыми разработали сэндвич-композит с синтаксической пеной с металлической матрицей.Их исследование было сосредоточено на алюминиевом сплаве, заполненном полыми частицами оксида алюминия, зажатыми лицевыми панелями из углеродной ткани.
Исследователи обнаружили, что полученный слоистый материал уменьшил вес, но также увеличил жесткость и обеспечил высокое поглощение энергии. Эти качества делают сэндвич из синтаксической пены с металлической матрицей привлекательным для автомобильных напольных панелей и других применений, в которых важны свойства изгиба.
«Эта работа может привести к созданию нового поколения кораблей и наземной техники как для военного, так и для гражданского секторов», — говорит Гупта. «Поезда также могут извлечь выгоду из легких и высоко энергопоглощающих панелей, которые стали возможны благодаря новому многослойному композитному материалу».