Ученые из Университета Северной Каролины (США) провели очередную серию испытаний нового материала — пенометалла, который оказался прочнее стали.
Композитный пенометалл представляет собой металлическую пену из разных типов металла — например, алюминия и стали. Пенометалл можно изготовить, пропуская через металлический расплав горячий газ или путем литья расплавленного металла в форму со стальными, титановыми или керамическими полыми шариками разного диаметра. Такой материал сравнительно легкий, но обладает высокой прочностью.
Ранее пенометалл уже успешно прошел ряд тестов от Министерства транспорта США, так как его рассматривают в качестве альтернативы стали при производстве железнодорожных цистерн. В таких цистернах перевозят широкий спектр опасных материалов: от кислот и химикатов до нефти и сжиженного природного газа. Безопасность этих цистерн очень важна, поэтому Министерство предъявляет очень строгие требования к испытаниям любых материалов, которые могут быть использованы для их производства.
Исследователи разработали вычислительную модель для определения необходимой толщины композитной металлической пены, обеспечивающей требуемый уровень защиты. В ходе испытаний на прокол, имитирующих строгие требования к безопасности железнодорожных цистерн, были проведены сравнительные испытания стали и пенометалла. Индентор с силой 368 кДж пробил огромное отверстие в стандартной стальной пластине. Однако при использовании слоя пенометалла толщиной 30,48 мм индентор отскочил, оставив лишь небольшую вмятину.
Оказалось, что легкий композитный материал поглощает энергию удара эффективнее цельной стали, а математическая модель позволяет точно рассчитать нужную толщину композита для максимальной эффективности.
Ранее Наука Mail писала о том, что в России нашли эффективный способ создания сплава будущего.
