کامپوزیت فلزی که روی آب شناور می شود

این کامپوزیت که یک فوم ترکیبی از جنس منیزیم است از تقویت ماتریس آلیاژ منیزیم با ذرات توخالی کاربید سیلیکون ساخته شده است و نتیجه‌‌‌ی آن نیز به ادعای پژوهشگران نخستین ماتریس ترکیبی فلزی جهان است که وزن بسیار کمی دارد. برای آشنایی بیشتر بهتر است بدانید که فوم‌‌‌های ترکیبی (syntactic foam) در حقیقت نوعی کامپوزیت هستند که با پر کردن ماتریس پلیمری، سرامیکی یا فلزی با ذرات توخالی به دست می‌‌‌‌آیند.

این ساختار به ماده این امکان را می‌‌‌‌دهد که چگالی کمی در حد 0.92 گرم بر سانتی متر مکعب داشته باشد که از آب که چگالی 1 دارد کمتر است و در نتیجه می‌‌‌‌توان از آن برای ساخت کشتی‌‌‌ها یا قایق‌‌‌ها که باید روی آب شناور بمانند بهره برد یا قطعات سنگین و اجزای فلزی خودروهای امروزی را با آن‌‌‌ها جایگزین کرد تا ضمن دستیابی به استحکام مطلوب، با کاهش وزن میزان سوخت مصرفی کاهش و البته شتاب خودرو نیز افزایش پیدا کند.

علاوه بر چگالی پایین، این ماده مقاومت دمایی بسیار خوبی نیز از خود نشان می‌‌‌‌دهد که می‌‌‌‌تواند آن را به رقیبی بسیار جدی برای نمونه‌‌‌‌های پلیمری تبدیل کند که این مورد به خصوص در مواردی که نیاز به کاربری در دمای بالا وجود دارد همچون قطعات موتور یا اگزوز خودرو می‌‌‌‌تواند بسیار حیاتی باشد.

ذرات کاربید سیلیکونی که به ماتریس آلیاژ منیزیم این ماده‌‌‌ی ترکیبی جدید افزوده می‌‌‌‌شوند ضمن فوم کردن ماتریس با توجه به وزن کم‌شان باعث کاهش وزن کل و البته با توجه به مقاومت بالایی که تا 25000 PSI دارند مقاومت آن را نیز افزایش می‌‌‌‌دهند. همچنین این ذرات ضمن افزایش مقاومت ضربه پذیری سازه را نیز با توجه به خاصیت جذب انرژی که دارند بسیار افزایش می‌‌‌‌دهند.

با تغییر میزان ذرات کروی افزوده شده به این ماتریس فلزی می‌‌‌‌توان چگالی و سایر خواص مورد نیاز برای کاربردهای خاص را نیز تامین کرد. برخی از کاربردهایی که می‌‌‌‌توان برای این سازه متصور شد عبارتند از اجزای خودرو، ماژول‌‌‌های شناوری، قایق‌‌‌ها و سپرهای وسایل نقلیه که مورد آخر با توجه به اینکه آزمایشگاه پژوهش‌‌‌های ارتش ایالات متحده نیز در این پژوهش دخالت داشته، دور از ذهن به نظر نمی‌‌‌‌رسد.

این گروه امیدوار است تا 3 سال دیگر بتواند نمونه‌‌‌ی اولیه‌‌‌ی این ماده را مورد آزمایش‌‌‌های کاربردی قرار دهد. نتایج پژوهش‌‌‌های این تیم نیز در مجله‌‌‌ی علمی International Journal of Impact Engineering به چاپ رسیده است.