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3D编制纺织结构复合材料 兼顾刚性与减震性

导读: 研究人员利用多层3D编织技术纺织结构复合材料(3D woven technical textile composites)作为纤维材料,各层材料的排布使得中间的纺织结构层的活动性,而外部各层材料则保持刚性,从而在实现高刚性的情况下还能获得良好的减震效果。

据外媒报道,英国萨里大学(University of Surrey)与美国霍普金斯大学(Hopkins University)联手生产了一款新材料,该材料可被用于未来的汽车制造。新款材料可耐受激烈的震动,还拥有卓越的噪音抑制效果(消声,sound dampening)。

研究人员利用多层3D编织技术纺织结构复合材料(3D woven technical textile composites)作为纤维材料,各层材料的排布使得中间的纺织结构层的活动性,而外部各层材料则保持刚性,从而在实现高刚性的情况下还能获得良好的减震效果。

3D编制纺织结构复合材料 兼顾刚性与减震性

这类材料属性在常规材料中很罕见,因为刚性的提升意味着内部颗粒物的移动性降低,从而导致减震效果弱化。反之,在确保减震性的同时,刚性会弱化。这就是许多金属刚性高但减震效果差,而泡沫拥有良好减震性但刚性不高的原因了。

毫无疑问,研究人员的新发明给人留下了深刻的印象,将对许多产品的制造造成较大冲击,特别是那些既需要刚性又需要减震性的产品。

想象一下,在制造车身钣金件时,用新材料替代传统的钢材及铝材,车辆运行时,座舱内部将更为静谧。如今,车企已采用了大量的隔音材料,确保乘客免受噪音及震动的打扰。

3D编制纺织结构复合材料 兼顾刚性与减震性

然而,这需要牺牲车辆总体性能及燃油经济性,引入隔音材料不仅会影响车辆的性能,还会缩小车内的空间。然而,若采用3D编织纺织结构复合材料后,不仅能实现车辆的减重目标,还能提升车内空间。此外,该款材料颇有前景,这主要得益于其耐高温的特性。

在研究论文中有写道:“除了减震及其他13种机械性能优点外,该款3D纺织结构材料还展现了定制化流体渗透性(fluidic permeability)、热传输(thermal transport)及耐高温特性,可为未来的研究提供多种功能。”

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