L'istituto ha sviluppato materiali biomimetici a base di magnesio con elevato smorzamento, elevato assorbimento di energia e memoria di forma

Oltre all'elevata resistenza specifica, rigidità specifica, eccellente conduttività termica e proprietà di schermatura elettromagnetica, le prestazioni di smorzamento del magnesio sono significativamente migliori rispetto alla maggior parte dei materiali metallici di ingegneria e persino paragonabili ad alcuni materiali polimerici comuni, ma la sua forza e resistenza al calore è significativamente superiore al polimero materiali, quindi in assorbimento degli urti, assorbimento di energia, riduzione del rumore e altri aspetti di vantaggi eccezionali.La resistenza, la rigidità, la plasticità e la tenacità alla frattura del magnesio e delle sue leghe sono ancora inferiori a quelle dell'acciaio e delle leghe di alluminio.Come è noto a tutti, la resistenza e le prestazioni di smorzamento dei materiali metallici mostrano una relazione inversa contraddittoria. Da un lato, la forza può essere migliorata limitando il movimento di dislocazione; d'altra parte, lo smorzamento richiede che la dislocazione sia facile da spostare e che elimini i pinning, il che porta a fare affidamento sui mezzi di rinforzo del materiale classico a scapito delle prestazioni di smorzamento Come indurire magnesio e leghe di magnesio senza aumentare significativamente la densità e ridurre la proprietà di smorzamento è diventata una sfida scientifica fondamentale.

Rispetto ai materiali artificiali, le proprietà meccaniche macroscopiche dei biomateriali naturali sono solitamente molto migliori della semplice aggiunta delle loro unità strutturali di base.Come guscio, scheletro, ecc. Presentano una struttura compenetrante tridimensionale a livello micro, e ogni fase dei componenti mantiene collegati e intervallati, realizzando così i vantaggi complementari di ciascuna fase dei componenti in termini di prestazioni e funzioni, nonché il rafforzamento e l'irrigidimento sincrono dei materiali. La comprensione della magica \"relazione struttura-prestazione \" della natura fornisce un modo unico di pensare per il progettazione di nuovi materiali con eccellenti prestazioni globali.

Per aree come aerospaziale, strumenti di precisione, recentemente per i requisiti prestazionali di smorzamento del materiale, assorbimento di energia, fatica e frattura dell'Istituto cinese delle scienze del laboratorio di materiali metallici Liu Zenggan, Zhang Zhefeng, ricerca sulla lega di titanio Li Shujun, Mary e così via con gli Stati Uniti, accademia cinese di fisica ingegneristica presso l'università della California, Berkeley, materiale biologico naturale per riferimento al concetto di microstruttura compenetrante tridimensionale, impregnazione di fusione di magnesio per aggiungere materiali realizzati con telaio in lega di nichel titanio, costruendo in un leggero, ad alta resistenza, ad alto smorzamento e ad alto assorbimento di energia dei materiali compositi biomimetici magnesio - nichel titanio.

Le strutture biomimetiche microscopiche tridimensionali compenetranti non solo realizzano la complementarità e la combinazione della fase rinforzata in Ni-Ti e della matrice di magnesio in termini di vantaggi prestazionali, ma conferiscono anche al materiale funzioni di memoria di forma e di autoriparazione. le fasi composte nello spazio tridimensionale contribuiscono a favorire il trasferimento delle tensioni tra le due fasi, indebolendo la concentrazione delle tensioni, rendendo più coordinata la deformazione delle due fasi e dando maggior gioco all'effetto rinforzante della fase potenziata niti. La resistenza del materiale composito biomimetico è significativamente superiore a quella della semplice sovrapposizione basata sulla legge di miscelazione In secondo luogo, la matrice e la fase rinforzata nei materiali compositi biomimetici non si basano solo sulla combinazione metallurgica dell'interfaccia, ma esistono anche interpenetrazioni tridimensionali interblocco meccanico, che evita efficacemente il cedimento prematuro causato dalla fessurazione dell'interfaccia e conferisce al materiale una buona tolleranza al danneggiamento.In terzo luogo, la penetrazione delle fasi componenti nel composito biomimetico nello spazio tridimensionale non solo mantiene completamente la proprietà di smorzamento della matrice di magnesio, ma introduce anche nuovi meccanismi di smorzamento come micro-rendimento e micro-crepa nell'interfaccia debole tra le due fasi per migliorare ulteriormente la proprietà di smorzamento.Inoltre, in uno specifico intervallo di temperatura (> 150 ℃), scheletro rinforzato con nichel titanio a memoria di forma effetto e gli effetti di accoppiamento sul comportamento di scorrimento della matrice di magnesio e nichel t Lo stress di risposta di itanium è di gran lunga superiore a quello dello stress da scorrimento della matrice, quindi quando il danno da deformazione dei materiali compositi biomimetici mediante il trattamento termico convenzionale per recuperare la sua forma e intensità iniziali, per modellare la memoria possiede l'effetto della funzione di auto-guarigione, e può usare il ciclo alternativo.

Attraverso più meccanismi, rispettivamente, migliorando la resistenza e le proprietà di smorzamento, un nuovo tipo di compositi bionici ha rotto le relazioni di restrizione reciproca tra i due, realizzando la forza della lega di magnesio, lo smorzamento e l'efficienza dell'assorbimento di energia buona combinazione di una varietà di prestazioni, completa le prestazioni sono migliori rispetto ai materiali di ingegneria attualmente noti, si prevede che la domanda diventerà strumenti di precisione, aerospaziale e altri campi di materiale di assorbimento degli urti di smorzamento di nuovo tipo.