Хотя синтаксические пены существуют уже много лет, это первая разработка облегченных синтаксических пен с металлической матрицей. Это работа группы исследователей из Deep Springs Technology (DST) и Политехнической школы инженерии Нью-Йоркского университета.Их матричный композит из магниевого сплава армирован полыми частицами карбида кремния и имеет плотность всего 0,92 грамма на кубический сантиметр по сравнению с 1,0 г / см воды. Он не только имеет меньшую плотность, чем вода, но и достаточно прочен, чтобы выдерживать суровые условия морской среды.
В последние годы значительные усилия были сосредоточены на разработке легких композитных материалов с полимерной матрицей для замены более тяжелых металлических компонентов в автомобилях и морских судах. Технология нового композита очень близка к созреванию и может быть использована в прототипах для тестирования в течение трех лет. Исследователи объяснили, что такие транспортные средства-амфибии, как Ultra Heavy-Lift Amphibious Connector (UHAC), разрабатываемые Корпусом морской пехоты США, особенно выигрывают от легкого веса и высокой плавучести, обеспечиваемых новыми синтаксическими пенами.«Эта новая разработка композитов с очень легкой металлической матрицей может повернуть маятник обратно в пользу металлических материалов», — прогнозирует Нихил Гупта, профессор факультета машиностроения Нью-Йоркского университета и соавтор исследования. «Способность металлов противостоять более высоким температурам может быть огромным преимуществом для этих композитов в компонентах двигателя и выхлопной системы, не говоря уже о конструктивных деталях».
Синтаксическая пена, произведенная DST и NYU, улавливает легкость пены, но придает ей существенную прочность. Секрет этой синтаксической пены заключается в матрице из магниевого сплава, которая затем превращается в пену путем добавления прочных и легких полых сфер из карбида кремния, разработанных и изготовленных DST. Оболочка одиночной сферы может выдерживать давление более 25 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI) до того, как она разорвется — в сто раз больше максимального давления в пожарном шланге.
Полые частицы также обеспечивают защиту синтаксической пены от ударов, поскольку каждая оболочка действует как поглотитель энергии во время ее разрушения. Композит можно настроить по плотности и другим свойствам путем добавления большего или меньшего количества оболочек в металлическую матрицу в соответствии с требованиями области применения.
Эта концепция также может быть использована с другими негорючими магниевыми сплавами.
