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新的 Nanomaterial 研究铺平道路发展更好的装甲

Published on November 8, 2012 at 3:32 AM

提供影响的防护免受项目符号和其他高速子弹头比畜生力量问题是更多。 当传统盾由庞大的材料制成例如钢时,更新的身体装甲由轻量级材料制成例如凯夫拉尔向显示厚度和重量为吸收影响能源不是必要的。 现在,由研究员的一个新的研究 MIT 的和 Rice 大学向显示更轻的材料可能能够做这个工作正有效。

一个层状聚合物的横断面的此电子显微镜图象显示一个影响的玻璃珠以前甚而的这个弹坑和变形,这个层型结构的并行线路由于影响。 在此测试,层状材料是边缘在对影响。 比较试验证明,当子弹头正面击中了,材料能更加有效抵抗影响。 (托马斯实验室, Rice 大学的镜象)

这个关键字是使用综合僵硬和灵活性以非常特殊的方式构建的浓厚由两个或多个材料制成 - 例如在交替的层一些毫微米。 研究小组生产了微型高速子弹头并且评定了他们有在影响吸收的材料的作用。

这个研究的结果在日记帐本质通信报告,在前面的 postdoc 合著的文件 Jae-Hwang 李,现在米的研究科学家; postdoc 马库斯 Retsch; 研究生乔纳森歌唱家; 埃德温托马斯,现在是在米的一位前 MIT 教授; 研究生大卫 Veysset; 前研究生 Gagan Saini; 前面的 postdoc 系的托马斯 Pezeril,现在 Université 的 du 缅因,在勒芒,法国; 并且化学基思纳尔逊教授。 这种实验工作在战士纳米技术 MIT 的学院进行。

这个小组开发了与层蛋糕结构的一个自汇编的聚合物: 橡皮层,提供适应能力,交替与玻璃状层,提供力量。 他们然后开发了高速射击的玻璃珠一个方法在材料通过使用激光脉冲在其表面下迅速地蒸发材料层。 虽然小珠是微小的 - 一个仪表的 millionths 直径的 - 他们大于这个聚合物层仍然是数百时期他们影响: 使用电子显微镜,足够大由更大的对象模拟影响,例如项目符号,但是足够小影响的作用能详细如此被学习。

看见层

构建的聚合物综合为可能的影响保护应用以前被测试了。 但是没人找到一个方式正确地学习他们如何运作 - 那么没有办法系统地搜索材料的被改进的组合。

MIT 和米研究员开发的新的技术能提供这样方法。 他们的工作能加速在材料的进展在机体和通信工具装甲的应用的; 保护卫星的保护免受微小陨石影响; 并且喷气机引擎涡轮叶片的涂层能保护免受高速影响由沙子或冰微粒。

方法为评定影响开发的为导致实验室规模高速影响和小组’作用用一个准确的方式, “可以是为防护 nanomaterials 的发展的一个非常有用的定量工具”,主要作者说李,本文的,在材料学和工程的 MIT 的部门时执行此研究,当。 “我们的工作存在那些重要的答案了解摊缴”对这个方式的 nanoscale 结构这样材料吸收影响,他说。

由于层状材料有这样一可预测,有序结构,影响的作用通过观察畸变容易地定量在横断面。 “如果您要测试被定购的系统如何将正常运行”,歌唱家说, “这是测试的理想的结构”。

哪个方向运作最好

这个小组发现,当子弹头击中了正面层,他们在更加有效吸收了影响 30% 比边缘在影响。 该信息可能有改进的防护材料设计的立即相关性。

纳尔逊度过了开发使用激光脉冲观察和定量 nanoscale 冲击波 - 技术为此研究适应在李、 Veysset 和其他小组成员帮助下的技术的几年。 理论上,在将来的研究,这个小组在实时希望能观察子弹头段落为了获得对事件顺序的更好的了解,当被影响的材料经过畸变和故障,纳尔逊说。

另外,即然这个实验法被开发了,研究员希望调查不同的材料,并且结构看见这些如何的回应影响,纳尔逊说: 变化层的构成和厚度或者使用不同的结构。

唐纳德 Shockey,中心的研究所主任破裂物理在 SRI 国际,一个非盈利在门洛帕克,加利福尼亚,说, “它是将提供管理的小说和有用的途径子弹头如何的对结构的需要的了解击穿防护背心和盔甲”。 他补充说,这些结果 “提供要求的数据开发和验证计算设计”预测影响保护材料工作情况和开发新,改进的材料。

“开发的材料的关键字与更好的冲击阻力是了解变形,并且在一个提前的子弹头的技巧的故障工作情况”, Shockey 说。 “我们需要能发现那”。

来源: http://web.mit.edu

Last Update: 8. November 2012 04:42

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