El instituto ha desarrollado materiales biomiméticos a base de magnesio con alta amortiguación, alta absorción de energía y memoria de forma.

Además de una alta resistencia específica, rigidez específica, excelente conductividad térmica y propiedades de protección electromagnética, el rendimiento de amortiguación del magnesio es significativamente mejor que la mayoría de los materiales metálicos de ingeniería, e incluso comparable a algunos materiales poliméricos comunes, pero su fuerza y ​​resistencia al calor es significativamente mayor que el polímero. materiales, por lo que en la absorción de impactos, absorción de energía, reducción de ruido y otros aspectos de ventajas sobresalientes.La resistencia, rigidez, plasticidad y tenacidad a la fractura del magnesio y sus aleaciones son aún más bajas que las del acero y las aleaciones de aluminio.Como es sabido por todos, la resistencia y el rendimiento de amortiguación de los materiales metálicos muestran una relación inversa contradictoria. Por un lado, la fuerza se puede mejorar mediante la restricción del movimiento de dislocación; Por otro lado, la amortiguación requiere que la dislocación sea fácil de mover y eliminar los clavos, lo que conduce a la dependencia de los medios de refuerzo de materiales clásicos a expensas del rendimiento de la amortiguación. Cómo endurecer el magnesio y las aleaciones de magnesio sin aumentar significativamente la densidad y reducir la propiedad de amortiguación se ha convertido en un desafío científico clave.

En comparación con los materiales artificiales, las propiedades mecánicas macroscópicas de los biomateriales naturales suelen ser mucho mejores que la simple adición de sus unidades estructurales básicas. Como caparazón, esqueleto, etc.presentan una estructura interpenetrante tridimensional en el nivel micro, y cada fase de los componentes se mantiene conectados e intercalados, dándose cuenta de las ventajas complementarias de cada fase del componente en el rendimiento y la función, así como el fortalecimiento y endurecimiento sincrónicos de los materiales. La comprensión de la mágica \"relación estructura-rendimiento \" proporciona una forma única de pensar para el diseño de nuevos materiales con excelente desempeño integral.

Para áreas como aeroespacial, instrumentos de precisión, recientemente para los requisitos de rendimiento de amortiguación de materiales, absorción de energía, fatiga y fractura del laboratorio de materiales metálicos del instituto de la Academia de Ciencias de China Liu Zenggan, Zhang Zhefeng, investigación de aleaciones de titanio Li Shujun, Mary y así sucesivamente con los Estados Unidos, la academia china de ingeniería física en la universidad de California, Berkeley, material biológico natural como referencia el concepto de microestructura interpenetrante tridimensional, impregnación de fusión de magnesio para agregar materiales hechos de marco de aleación de níquel titanio, construyendo en un Materiales compuestos biomiméticos ligeros, de alta resistencia, alta amortiguación y alta absorción de energía de magnesio-níquel titanio.

Las estructuras biomiméticas interpenetrantes tridimensionales microscópicas no solo se dan cuenta de la complementariedad y combinación de la fase reforzada con ni-Ti y la matriz de magnesio en términos de ventajas de rendimiento, sino que también le dan al material memoria de forma y funciones de autorreparación.En primer lugar, la interpenetración de las fases compuestas en el espacio tridimensional favorecen la transferencia de tensiones entre las dos fases, debilitando la concentración de tensiones, haciendo que la deformación de las dos fases sea más coordinada y dando mejor juego al efecto reforzador de la fase niti mejorada. La resistencia del material compuesto biomimético es significativamente mayor que la de la superposición simple basada en la ley de mezcla.En segundo lugar, la matriz y la fase reforzada en materiales compuestos biomiméticos no solo se basan en la combinación metalúrgica de la interfaz, sino que también existe una interpenetración tridimensional. enclavamiento mecánico, que evita eficazmente la falla prematura causada por el agrietamiento de la interfaz y dota al material con una buena tolerancia al daño.En tercer lugar, la penetración de las fases de los componentes en el compuesto biomimético en el espacio tridimensional no solo retiene completamente la propiedad de amortiguación de la matriz de magnesio, sino que también introduce nuevos mecanismos de amortiguación, como micro-fluencia y micro-crack en la interfaz débil entre las dos fases para mejorar aún más la propiedad de amortiguación. Además, en un rango de temperatura específico (> 150 ℃), esqueleto reforzado con níquel titanio con memoria de forma efecto y los efectos de acoplamiento sobre el comportamiento de fluencia de la matriz de magnesio y níquel t La tensión de respuesta de itanio es mucho más alta que la tensión de fluencia de la matriz, de modo que cuando la deformación daña los materiales compuestos biomiméticos por el tratamiento térmico convencional para recuperar su forma e intensidad iniciales, la memoria de forma posee el efecto de la función de autocuración, y Puede utilizar ciclo alternativo.

A través de múltiples mecanismos, respectivamente, mejorando la resistencia y las propiedades de amortiguación, un nuevo tipo de compuestos biónicos rompió las relaciones de restricción mutua entre los dos, se dio cuenta de la resistencia de la aleación de magnesio, la amortiguación y la eficiencia de absorción de energía buena combinación de una variedad de rendimiento, integral El rendimiento es mejor que el de los materiales de ingeniería actualmente conocidos, se espera que la demanda se convierta en instrumentos de precisión, aeroespacial y otros campos de material de amortiguación de amortiguación de nuevo tipo.