附加制造的超材料是结构化的多孔材料,可以通过结构创新来实现不寻常的机械和多功能特性。其中,空心支柱晶格(HSL)超材料已被证明具有出色的结构效率,是轻质、生物医学、微流体和热工程的多功能架构。
墨尔本皇家理工大学M. Qian等将薄板晶格(TPL)拓扑无缝集成到HSL拓扑的内部中空空间中。
本文要点:
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这种整合有双重目的:从根本上提高不规则HSL节点的抗变形能力,并在新拓扑结构中均匀分布施加的应力,以获得无与伦比的强度。我们的薄板空心支柱晶格(TP-HSL)超材料采用密度为1.0-1.8 g/cm3的钛合金Ti-6Al-4 V通过添加制造制成,其相对屈服强度远远超过所有多孔金属的经验上限,包括由各种金属合金制成的HSL和实心支柱晶格(SSL)材料。
(2)
此外,它们的绝对屈服强度大大超过密度相当的镁合金,同时继承了Ti-6Al-4 V的高耐腐蚀性、生物相容性、耐热性和其他独特属性。钛多拓扑超材料扩展了轻质多功能金属材料的界限。
参考文献:
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