附加制造的超材料是結構化的多孔材料,可以通過結構創新來實現不尋常的機械和多功能特性。其中,空心支柱晶格(HSL)超材料已被證明具有出色的結構效率,是輕質、生物醫學、微流體和熱工程的多功能架構。
墨爾本皇家理工大學M. Qian等將薄板晶格(TPL)拓撲無縫集成到HSL拓撲的內部中空空間中。
本文要點:
(1)
這種整合有雙重目的:從根本上提高不規則HSL節點的抗變形能力,并在新拓撲結構中均勻分布施加的應力,以獲得無與倫比的強度。我們的薄板空心支柱晶格(TP-HSL)超材料采用密度為1.0-1.8 g/cm3的鈦合金Ti-6Al-4 V通過添加制造制成,其相對屈服強度遠遠超過所有多孔金屬的經驗上限,包括由各種金屬合金制成的HSL和實心支柱晶格(SSL)材料。
(2)
此外,它們的絕對屈服強度大大超過密度相當的鎂合金,同時繼承了Ti-6Al-4 V的高耐腐蝕性、生物相容性、耐熱性和其他獨特屬性。鈦多拓撲超材料擴展了輕質多功能金屬材料的界限。
參考文獻:
J. Noronha, J. Dash, J. Rogers, M. Leary, M. Brandt, M. Qian, Titanium Multi-Topology Metamaterials with Exceptional Strength. Adv. Mater. 2023, 2308715.
DOI: 10.1002/adma.202308715
https://doi.org/10.1002/adma.202308715