Створено неймовірно міцний титановий матеріал: змінить виробництво літаків і ракет

У інженерів з'явилася нова секретна зброя в боротьбі з корозією.

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Advanced Materials, вчені створили новий метаматеріал, який має неймовірну міцність. Вчені вважають, що цей матеріал, створений з титанового сплаву, може змінити те, як люди виробляють деталі для літаків і ракет. Унікальна конструкція гратчастої структури матеріалу робить його на 50% міцнішим, ніж наступний за міцністю сплав аналогічної щільності, який використовується в аерокосмічній промисловості, пише Popular Mechanics.

За допомогою 3D-принтера вчені створили ґратчастий куб із нового дуже міцного метаматеріалу, заснованого на титановому сплаві. Цей матеріал на 50% міцніший за литий магнієвий сплав WE54, який використовується в аерокосмічній промисловості та має аналогічну щільність.

Вчені змогли подолати поширену проблему з порожнистими комірчастими структурами, яка пов'язана з концентрацією тиску на певних ділянках стійки, що призводить до передчасного виходу з ладу конструкції.

Замість цього вчені розробили решітку з кількома топологіями, яка рівномірно розподіляє навантаження, щоб уникнути проблеми з несучим навантаженням на певні точки, і вона відхиляє тріщини вздовж конструкції.

За словами вчених, для більшості топологій зазвичай менше половини матеріалу здебільшого витримує стискаюче навантаження, в той час як більший обсяг матеріалу структурно незначний. Вчені створили порожнисту трубчасту решітчасту структуру, всередині якої проходить тонка смуга. Ці два елементи разом демонструють силу і легкість, об'єднуючи дві взаємодоповнюючі ґратчасті структури для рівномірного розподілу навантаження.

Створити таку надміцну решітку вдалося завдяки лазерному 3D-принтеру для плавлення порошкових шарів, який набагато складніший, ніж звичайний 3D-принтер. У ньому використовується металевий порошок, який плавиться за допомогою потужних лазерних променів, тому принтер дає змогу створювати складні деталі з широкими можливостями налаштування.

Вченим вдалося створити не тільки надміцні ґратчасті куби, але їм вдалося створити їх різних розмірів — від кількох метрів до кількох міліметрів. Це розширює їхнє потенційне застосування в різних галузях. Матеріал стійкий до корозії та нагрівання і витримує температуру до 350 градусів Цельсія, хоча вчені вважають, що він може витримати і 650 градусів Цельсія.

Хоча відкриття надзвичайно міцного метаматеріалу є науковим проривом, його виробництво потребує вдосконалених технологій. Тому масове застосування метаматеріалу очікується лише через кілька років.

Источник: focus.ua