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  多伦多大学工程学院研讨人员成功研制出一种超轻质、超高强度且耐极点高温的新式复合资料，有望在航空航天及其他高功能工业范畴发挥要害效果。

  据IT之家了解，该资料可耐受高达 932°F（500°C）的极点温度，由多种金属合金与纳米级分出物构成，其微观结构仿照了钢筋混凝土的结构，只不过将微观修建中的钢筋-混凝土体系缩小至微米标准，构成一种新式金属基复合资料（Metal Matrix Composite, MMC）。

  该研讨的资深作者、多伦多大学 Yu Zou 教授指出：“钢筋混凝土结构中，钢制钢筋大范围的使用在增强修建等大型构筑物中混凝土的结构强度。现在，增材制作（即金属 3D 打印）等新式技能使咱们也能够在金属基体中仿制这类结构，然后开宣布功能史无前例的新式资料。”

  研讨团队指出，虽然钢铁仍是火车与轿车的首要结构资料，但航空范畴因减重需求更喜爱铝合金，轻量化（在坚持强度的前提下减轻构件分量）可显着下降机器运行所需的能源消耗，提高燃油功率。尤其在航空航天范畴，每克分量都很要害。

  但是，Yu Zou 实验室博士后研讨员、本论文榜首作者 Chenwei Shao 着重，传统铝合金存在十分显着短板：“迄今为止，铝基部件在高温下功能严峻退化，温度上升会导致资料明显软化，使其难以满意许多高温使用场景的需求。”

  为霸占这一难题，研讨团队受钢筋混凝土结构启示，规划了一种由多种金属组成的复合结构：以钛合金细杆构成“钢筋笼”网络，外部包裹由铝、硅、镁等元素组成的金属基体“水泥”，并进一步引进微米级氧化铝颗粒与硅纳米分出物，模仿混凝土中砂石骨料的效果，然后协同增强全体力学功能。

  “在咱们的资猜中，‘钢筋’是由钛合金细杆构成的网状骨架。”邵晨伟解释道，“得益于金属激光粉末床熔融增材制作技能，咱们能经过激光精准熔融金属粉末，自在调控网格尺度 —— 细杆直径最小可达 0.2 毫米。”随后，团队选用微铸造（micro-casting）工艺将铝基合金填充至骨架空隙，构成细密基体；嵌入其间的氧化铝微粒与硅纳米分出相，则逐渐提高了资料强度与热稳定性。

  经体系测验，新资料展现出杰出功能：室温下最高屈从强度达约 700 兆帕（MPa），远超一般铝基复合资料的 100–150 MPa；更要害的是其高温体现，在 500°C 时仍能坚持 300–400 MPa 的屈从强度，而传统铝基资料此刻仅剩约 5 MPa。“事实上，这种新式金属复合资料的高温强度已挨近中等强度钢的水平，但分量仅为其三分之一。”Chenwei Shao 表明。

  研讨团队对其在如此高温下仍能有用按捺功能退化感到惊奇，遂构建了高精度计算机模型深化探究其强化机制。

  终究，受大范围的使用的钢筋混凝土（Reinforced Concrete, RC）结构启示，团队交融增材制作与微铸造技能，成功制备出一系列类 RC 结构的铝基复合资料（RC-like Aluminum Matrix Composites, RC-AMCs）。此类资料含有高体积分数的耐热颗粒增强相，可在高达 500°C 的温度下明显按捺强度衰减。相关效果已发表于世界威望期刊《天然・通讯》（Nature Communications）。