不可阻挡的子弹?——No!!!金属泡沫可以!
欧洲足球赛事 注:复合金属泡沫(CMFs)足够使一颗向它射击的穿甲弹变成粉末。这些泡沫比使用金属镀层进行强化的材料还要轻,这种材料更适用于新类型车体的制造以及车辆装甲的装配——而这些还仅仅是它潜在用途的冰山一角。
复合金属泡沫(图)是由空心钢球和金属粉支撑的一类钢,其中金属粉具有充气结构可以被压缩,利用此结构来吸收子弹的冲击。
Afsaneh Rabiei(北卡罗莱纳州的机械和航空航天工程教授)多年来一直致力于发展CMFs的开发和特性研究。借助高速摄像机,他们制作了相关视频来展现CMFs材料的优越性能。视频中的装甲是由CMFs材料制成,其中进行射击的子弹是一颗7.62×63毫米规格的M2装甲穿孔弹,这颗子弹按照国家司法研究所(NIJ)制定的标准对装甲进行射击。测试的结果是十分出人意料的。
“我们发现子弹停止在距离装甲一英寸之内,而装甲的背面凹陷小于8毫米”Rabiei说,“NIJ标准允许盔甲凹陷最多达到44毫米。”这项研究的结果发表于2015年。在泡沫中添加凯夫拉尔或铝背面板有助于提高其消散能量的能力,并且可以有助于制造更轻的盔甲,研究人员表示使用复合金属泡沫可能盔甲的重量减少20%,同时增加其停止子弹的能力(详情参见《Composite Structures》)。
不只在装甲方面要求材料极其轻并且强度高,许多其它应用也需要材料的这种特性。比如说,从太空探索到运输核废料就不仅需要材料轻、强度高,也需要它能够承受极高的温度并且屏蔽辐射。
复合泡沫盔甲吸收子弹粉碎并击穿陶瓷面板后的能量 (插图)
好消息是,Rabiei去年在美国核能源部办公室的支持下,发现CMFs能够非常有效地屏蔽X射线,伽马射线和中子辐射,并且材料中气泡的存在能使其有效地阻挡热量,毕竟通过空气散热要比金属散热慢好多,这将为太空探索以及核废料的处理做出巨大贡献。今年早些时候,Rabiei出版的著作中证明这些金属泡沫可以承受两倍于纯金属材料的淬火和热处理温度。
随着现在对这些CMFs的研究更加深入,CMFs未来可能成为应用广泛的轻型强度高的材料。不可阻挡的子弹?——No!!!金属泡沫可以!盔甲将要走出表层(双关)。
感谢材料人编辑部王宇提供素材。
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