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Wissenschaftler haben ein schwammiges Material geschaffen, das nicht gebohrt oder geschnitten werden kann

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Testverfahren für neues Material Proteus
Testverfahren für neues Material Proteus

Eine internationale wissenschaftliche Gruppe bestehend aus deutschen und britischen Spezialisten kündigte die Gründung von an Spezialmaterial aus schwammiger Titan-Aluminium-Legierung unter Zusatz von Keramikoxidkugeln Aluminium.

Das erzeugte Material ist fast siebenmal leichter als Stahl und widersteht leicht dem Schneiden mit einer Schleifmaschine und dem Wasserstrahlschneiden, und in der Modifikation mit dem Zusatz von Nichrom widersteht es auch perfekt dem Bohren.

Wer und wie hat das neue Material erstellt

VON. Scinistsevski entwickelte zusammen mit Ingenieuren der Universität Dürheim und des Fraunhofer-Instituts einen Verbundwerkstoff namens Proteus.

Material - Proteus mit Schnitten aus der Mühle

Bei diesem Material ist das Metallteil für die elastischen Eigenschaften verantwortlich, und dementsprechend ist die Keramikkomponente für die Härte verantwortlich. In diesem Fall weist die resultierende Legierung eine hohe Schwingungsanfälligkeit während lokaler Lastzentren auf.

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Um diese einzigartige Kombination zu erreichen, haben die Ingenieure Folgendes getan:

  1. Aluminiumpulver und Titanhydrid wurden gründlich gemischt und kalt geformt.
  2. Die resultierende Mischung wurde dann durch einen Extruder geleitet und die gebildeten Stäbe wurden in kleine Stücke geschnitten.
  3. Als nächstes wurden Metallzylinder und eine Streuung von Aluminiumoxidkeramikkugeln zu den Stahlstäben hinzugefügt.
  4. Und erst dann wurde der resultierende "Kuchen mit Füllung" einer Wärmebehandlung bei 760 Grad Celsius unterzogen. Das Werkstück wurde etwa 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten, und während dieser Zeit erzeugten zersetztes Titanhydrid und austretender Wasserstoff eine schwammige Struktur um die Keramikkugeln.
Der Prozess der Erstellung von Material "Proteus"

Testen des erhaltenen Materials und Veredeln mit Chrom

Stefan Szyniszewski et al. / Wissenschaftliche Berichte, 2020

Nachdem die Wissenschaftler die ersten Proben des neuen Materials erhalten hatten, wurden sie ernsthaften Tests unterzogen, bei denen Folgendes festgestellt wurde:

Das Proteus-Material ertrug das Schneiden leicht mit einer Mühle, in die eine mit Saphir beschichtete Scheibe eingebaut war. In einer Minute Arbeit schleifte die Scheibe von einem Durchmesser von 11,5 cm auf 4,5 cm und verfiel vollständig.

Zum Vergleich: Eine ähnliche Klinge schneidet MARS 220-Zentimeter-Stahl problemlos in nur 40 Sekunden.

Im Material "Proteus" liegt die Scheibe an Keramikkugeln und aufgrund starker Reibung in allem Am Material treten Vibrationen auf, die ein seitliches Schleifen und damit sehr schnell verursachen zerstören Sie die Festplatte

Schleifscheibe mit Saphirbeschichtung vor und nach dem Versuch, neues Material zu schneiden

Ein ähnlicher Effekt wurde beim Bohren beobachtet, jedoch nur, wenn der Bohrer auf eine Keramikkugel traf. Wenn es vorbeiging, war das Material sehr leicht zu bohren.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde beschlossen, der Legierung Nichrom zuzusetzen. Danach nahmen die Festigkeit und der Widerstand des gesamten Materials signifikant zu.

Interne Struktur des Materials unter dem Mikroskop

Die Ingenieure testeten ihr Material auch mit Wasserstrahlschneiden. So konnte ein starker Wasserstrahl genauso leicht auf die kugelförmigen Oberflächen gesprüht werden, wodurch die Schnittgeschwindigkeit um das 50-fache reduziert wurde.

Nach dem Wasserstrahlschneiden auf das Material sinken

Entdeckungen sind natürlich gut, aber wo kann dieses Material verwendet werden.

Perspektiven für die Verwendung des Materials

Während die Ingenieure alle notwendigen Dokumente vorbereiten, um ein Patent zu erhalten, sind sie einfach davon überzeugt, dass diese Entwicklung eine möglichst breite Anwendung finden wird.

Mit dem Material "Proteus" können beispielsweise Safes, Eingangstüren und sogar Schutzkleidung für die Industrie hergestellt werden.

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