鋼質復合金屬泡沫防彈強度高

目前，復合金屬泡沫（CMFs）開發(fā)人員正在開發(fā)新型的輕量鋼結構，其強度足以讓子彈在撞擊到其上時“灰飛煙滅”。

很少有人認為泡沫是一種彈性防護材料，但是一種新型的鋼質復合金屬泡沫則可用于制造超輕量化車身和裝甲，或許這將顛覆人們的傳統(tǒng)觀念。鋼質復合金屬泡沫就是復合材料中最令人振奮的新成果之一，將鋼以兩種不同的形式結合，其強度和防彈性可以顯著提高。

一種獨特的結構

復合金屬泡沫具有海綿狀結構，將隨機排列的空心鋼球植入細顆粒鋼粉中制備，然后在所謂的“煅燒”工序中進行熱處理，采用高溫和壓縮將顆粒粉末與鋼泡沫熔融，從而形成鋼海綿結構。

鑒于其特殊的機械、熱力學、電氣學和聲學特性，鋼質金屬泡沫具有一定的應用價值。在防護甲系統(tǒng)中，它們的強度主要來自于一種獨特的能力，即通過充氣球體和周圍鋼基體之間的彈性變形關系消散彈道能量。

由于表面多孔和較高的表面積-體積比，復合金屬泡沫在變形時可以吸收大量的機械能。

抵御炮彈的強度

美國北卡羅萊納州立大學開發(fā)復合金屬泡沫已歷時12年之久，并由美國國防部在彈道導彈應用方面進行了廣泛測試。試驗結果顯示，在防彈性能方面，厚度為2.5cm的復合金屬泡沫試樣片優(yōu)于相同厚度的堅實鋼板，但重量則減輕了6倍。事實上，2.5cm復合金屬泡沫的防彈性足以讓7.62mm×63mm的常規(guī)M2穿甲彈在撞擊時“灰飛煙滅”。

用途廣泛

盡管復合金屬泡沫在開發(fā)新型防護甲方面呈現(xiàn)出巨大的潛力，但這并不只是它們的唯一用途，事實上，這種新型鋼結構的特性在其他領域也得到了廣泛應用。

在處理核廢物方面，復合金屬泡沫可用于屏蔽廢棄容器的X射線、γ射線、中子輻射，這是因其具備高吸能性，且具有導熱系數(shù)低、熱膨脹效率低、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)勢。在高溫條件下，鋼質復合金屬泡沫按照更為規(guī)則和可預見的方式膨脹，膨脹性低于普通鋼材。

由于復合金屬泡沫還具備輕量、耐熱和其他機械特性，因此也可用于新一代航天器和飛行器的框架結構、屏蔽及隔熱材料。美國國家航空航天局目前正在評估復合金屬泡沫在航空領域應用的潛力。復合金屬泡沫的耐熱性是普通鋼材的兩倍，這是因為熱量通過空氣傳導的速度低于金屬傳導。近期的研究顯示，與鋼基體相比，復合金屬泡沫隔熱性良好、熱穩(wěn)定性更高、阻燃性能優(yōu)秀。

鋼作為可靠的、適應性強的材料具有多種商業(yè)用途。上述將兩種形式的鋼材結合后制成的復合金屬泡沫，在結構和功能應用方面潛力巨大。