L'institut a développé des matériaux biomimétiques à base de magnésium avec un amortissement élevé, une absorption d'énergie élevée et une mémoire de forme

Outre une résistance spécifique élevée, une rigidité spécifique, une excellente conductivité thermique et des propriétés de blindage électromagnétique, les performances d'amortissement du magnésium sont nettement meilleures que celles de la plupart des matériaux métalliques d'ingénierie, et même comparables à certains matériaux polymères courants, mais sa résistance et sa résistance à la chaleur sont nettement supérieures à celles du polymère. matériaux, donc dans l'absorption des chocs, l'absorption d'énergie, la réduction du bruit et d'autres aspects des avantages exceptionnels.La résistance, la rigidité, la plasticité et la ténacité à la rupture du magnésium et de ses alliages sont toujours inférieures à celles de l'acier et des alliages d'aluminium.Comme chacun le sait, la résistance et les performances d'amortissement des matériaux métalliques montrent une relation inversée contradictoire. D'une part, la résistance peut être améliorée grâce à la restriction du mouvement de luxation; d'autre part, l'amortissement nécessite que la dislocation soit facile à déplacer et se débarrasse de l'épinglage, ce qui conduit à s'appuyer sur des moyens de renforcement de matériaux classiques au détriment des performances d'amortissement Comment durcir les alliages de magnésium et de magnésium sans augmenter significativement la densité et la réduction de la propriété d'amortissement est devenue un défi scientifique majeur.

Par rapport aux matériaux artificiels, les propriétés mécaniques macroscopiques des biomatériaux naturels sont généralement bien meilleures que la simple addition de leurs unités structurelles de base.Tels que la coque, le squelette, etc. présentent une structure interpénétrante tridimensionnelle au niveau micro, et chaque phase de composant conserve connectés et entremêlés, réalisant ainsi les avantages complémentaires de chaque phase de composant dans la performance et la fonction, ainsi que le renforcement synchrone et le durcissement des matériaux.La compréhension de la «relation structure-performance» magique de la nature fournit une façon unique de penser pour le conception de nouveaux matériaux avec d'excellentes performances globales.

Pour des domaines tels que l'aérospatiale, les instruments de précision, récemment pour les exigences de performance en matière d'amortissement des matériaux, d'absorption d'énergie, de fatigue et de fracture du laboratoire de l'institut des matériaux métalliques de l'Académie chinoise des sciences Liu Zenggan, Zhang Zhefeng, la recherche sur les alliages de titane Li Shujun, Mary et ainsi de suite avec les États-Unis, l'académie chinoise d'ingénierie physique à l'université de Californie, Berkeley, matériau biologique naturel pour référence le concept de microstructure interpénétrante tridimensionnelle, imprégnation de fusion de magnésium pour ajouter des matériaux en alliage de nickel et de titane, construisant dans un légers, haute résistance, amortissement élevé et absorption d'énergie élevée des matériaux composites biomimétiques magnésium-nickel titane.

Les structures biomimétiques microscopiques à interpénétration tridimensionnelle réalisent non seulement la complémentarité et la combinaison de la phase renforcée ni-Ti et de la matrice de magnésium en termes d'avantages en termes de performances, mais confèrent également au matériau des fonctions de mémoire de forme et d'auto-réparation. les phases composées dans l'espace tridimensionnel sont propices à favoriser le transfert des contraintes entre les deux phases, affaiblissant la concentration des contraintes, rendant la déformation des deux phases plus coordonnée et donnant un meilleur jeu à l'effet de renforcement de la phase renforcée niti. La résistance du matériau composite biomimétique est nettement supérieure à celle de la simple superposition basée sur la loi de mélange.Deuxièmement, la matrice et la phase renforcée dans les matériaux composites biomimétiques reposent non seulement sur la combinaison métallurgique d'interface, mais existent également une interpénétration tridimensionnelle verrouillage mécanique, qui évite efficacement la défaillance prématurée causée par la fissuration de l'interface et confère au matériau une bonne tolérance aux dommages.Troisièmement, la pénétration des phases des composants dans le composite biomimétique dans un espace tridimensionnel non seulement conserve pleinement la propriété d'amortissement de la matrice de magnésium, mais introduit également de nouveaux mécanismes d'amortissement tels que le micro-rendement et la micro-fissure dans l'interface faible entre les deux phases pour améliorer encore la propriété d'amortissement.En outre, dans une plage de température spécifique (> 150 ℃), squelette de mémoire de forme renforcé de nickel titane effet et les effets de couplage sur le comportement au fluage de la matrice de magnésium et de nickel t la contrainte de réponse de l'itanium est beaucoup plus élevée que celle de la contrainte de fluage de la matrice, de sorte que lorsque la déformation endommage des matériaux composites biomimétiques par un traitement thermique conventionnel pour récupérer sa forme et son intensité initiales, pour former la mémoire, il possède l'effet de la fonction d'auto-guérison, et peut utiliser un cycle alternatif.

Grâce à de multiples mécanismes, respectivement, améliorant les propriétés de résistance et d'amortissement, un nouveau type de composites bioniques a brisé les relations de restriction mutuelle entre les deux, réalisant la résistance de l'alliage de magnésium, l'amortissement et l'efficacité d'absorption d'énergie bonne combinaison d'une variété de performances, complet les performances sont meilleures que les matériaux d'ingénierie actuellement connus, la demande devrait devenir les instruments de précision, l'aérospatiale et d'autres domaines du nouveau type de matériau amortisseur d'absorption des chocs.