Ein angesehener Professor und sein Team am Royal Melbourne Institute of Technology in Australien haben kürzlich über einen Durchbruch berichtet. Sie haben ein neuartiges Ti-6Al-4V-Legierungsmetamaterial mit mehreren topologischen Strukturen entworfen und entwickelt. Dieses leichte und hochfeste Material weist eine außergewöhnliche Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität auf, die von der Ti-6Al-4V-Legierung übernommen wurden. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet es sich für viele verschiedene Anwendungen.
Zum Beispiel:
Es kann in Sandwichstrukturen für Wärmeschutzsysteme in Hochgeschwindigkeitsflugzeugen eingesetzt werden, selbst bei Temperaturen nahe 600 Grad bei Verwendung von Hochtemperatur-Titanlegierungen. Wenn die Struktur aus Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis besteht, ist es möglicherweise möglich, bei noch höheren Temperaturen zu arbeiten, die sich 900 Grad nähern.
Mit seiner einzigartigen Kombination aus geringem Gewicht, hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit kann es bei der Herstellung unbemannter Titandrohnen zur Nahbereichsüberwachung, Wald- und Industriebrandbekämpfung sowie als Strukturkomponenten in Flugzeugsteuerflächen eingesetzt werden.
Es kann auch als Implantatmaterial für Knochenersatz, verschiedene medizinische Geräte und die Herstellung leichter Strukturkomponenten dienen.
Eine weitere Optimierung der Struktur zielt darauf ab, ihre Dichte auf etwa 1,0 g/cm³ zu reduzieren und so Anwendungen von leichten, hochfesten, korrosionsbeständigen und hitzebeständigen Titanlegierungen mit wasserähnlicher Dichte zu ermöglichen.
In dieser Studie kombinierte das Team auf raffinierte Weise hohle, dünnwandige, stabförmige, mechanische Metamaterialien mit dünnen, plattenförmigen, mechanischen Metamaterialien, was zu einer charakteristischen Strukturform führte, die von zuvor berichteten Metamaterialtopologien abweicht. Durch die Nutzung der Vorteile beider Strukturen erzielt das Material erhebliche Verbesserungen der mechanischen Leistung und behält gleichzeitig die grundlegenden Eigenschaften des ursprünglichen hohlen, dünnwandigen Stabmetamaterials bei.
