Команда ученых из Политехнического института Вирджинии (США) поставила перед собой задачу создать керамику с памятью формы, которую можно было бы производить в больших объемах без риска разрушения материала. Для производства образца использовалась передовая технология под названием «аддитивное фрикционное осаждение с перемешиванием», чтобы внедрить функциональные керамические частицы в металл.
В результате получился прочный, бездефектный материал, который может менять фазу под воздействием напряжения для рассеивания энергии. Новый композит может выдерживать растяжение, изгиб и сжатие, поэтому он очень многофункционален. В отличие от обычной хрупкой керамики, он может быть напечатан на 3D-принтере в цельном виде с полной плотностью в исходном состоянии, что открывает возможности для практического применения в оборонной сфере, инфраструктуре, аэрокосмической отрасли и даже в производстве высокопроизводительного спортивного инвентаря. Результаты исследования были опубликованы в издании Journal of Materials Science and Engineering.
Ранее ряд ученых уже пытался создать керамику «с памятью формы» — материалом, который меняет свою внутреннюю структуру в ответ на напряжение или нагрев, а затем возвращается к своей первоначальной форме. Ранее считалось, что если изготовить этот материал в микромасштабе, то хрупкость керамики не будет проблемой. Но масштабировать материал не получалось, он всегда распадался на части. Используя метод аддитивного фрикционного осаждения с перемешиванием, исследователи внедрили функциональные керамические частицы в металлическую матрицу, подобно добавлению шоколадной крошки в тесто.
Аппарат для аддитивного фрикционного осаждения — современный производственный инструмент, который вращает сырье с такой скоростью, что оно сплавляется, не расплавляясь. Полученный композитный металл содержит равномерно распределенную керамику, которая может смещаться, не разрушая всю структуру.
По словам ученых, новый материал можно использовать, например, в рукоятках, чтобы уменьшить вибрацию, сохранив при этом их небольшой вес.
Ранее Наука Mail рассказала о том, что российские ученые создали интеллектуальную систему контроля 3D-печати.
