科技日報北京11月18日電（記者劉霞）加拿大多倫多大學(xué)研究團隊研發(fā)出一種新型復(fù)合材料，在500℃高溫環(huán)境下仍能保持輕質(zhì)高強的特性，有望應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。
仿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋁基復(fù)合材料微觀圖。圖片來源：《自然·通訊》雜志
研究團隊借鑒鋼筋混凝土的構(gòu)造原理，通過3D金屬打印技術(shù)，構(gòu)建出獨特的金屬基復(fù)合材料。這種材料以鈦合金網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為“鋼筋骨架”，再通過微鑄技術(shù)填充鋁硅鎂合金作為“水泥基質(zhì)”，其中還分布著強化性能的納米級沉淀顆粒。
相較于傳統(tǒng)鋁合金在高溫下易軟化（500℃時強度僅約5兆帕）的缺陷，新材料的性能表現(xiàn)令人驚艷。室溫條件下屈服強度達700兆帕，500℃高溫環(huán)境下仍保持300—400兆帕的強度，堪比中檔鋼材，重量卻減輕三分之二。屈服強度是材料科學(xué)中的一個重要概念，指材料在受到外力作用時開始發(fā)生塑性變形的應(yīng)力極限。
團隊通過計算機模擬發(fā)現(xiàn)，新材料在高溫下通過“增強孿晶”這一獨特變形機制維持強度。這項突破展現(xiàn)了增材制造技術(shù)的創(chuàng)新潛力，為研制更輕、更強、更節(jié)能的交通工具開辟了新路徑。
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