یک پیشرفت اخیر توسط یک استاد برجسته و تیمش در موسسه فناوری سلطنتی ملبورن در استرالیا گزارش شده است. آنها یک فراماده آلیاژی جدید Ti-6Al-4V با ساختارهای توپولوژیکی متعدد طراحی و توسعه دادهاند. این ماده سبک وزن و با استحکام بالا مقاومت فوقالعادهای در برابر حرارت، مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری را نشان میدهد که از آلیاژ Ti-6Al-4V به ارث رسیده است. به دلیل این ویژگی ها برای بسیاری از کاربردهای مختلف مناسب است.
برای مثال:
این می تواند در ساختارهای ساندویچی برای سیستم های حفاظت حرارتی در هواپیماهای پرسرعت، حتی در دمای نزدیک به 600 درجه در هنگام استفاده از آلیاژهای تیتانیوم با دمای بالا استفاده شود. اگر ساختار از آلیاژهای مبتنی بر نیکل با دمای بالا ساخته شده باشد، ممکن است در دماهای بالاتر، نزدیک به 900 درجه، کار کند.
با ترکیب منحصر به فرد سبک وزن، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حرارت، می توان از آن در ساخت پهپادهای بدون سرنشین تیتانیومی برای نظارت از فاصله نزدیک، مهار آتش جنگل و صنعتی و به عنوان اجزای ساختاری در سطوح کنترل هواپیما استفاده کرد.
همچنین می تواند به عنوان یک ماده ایمپلنت برای جایگزینی استخوان، دستگاه های مختلف پزشکی و ساخت اجزای ساختاری سبک استفاده شود.
هدف بهینهسازی بیشتر ساختار، کاهش چگالی آن به حدود 1.0 گرم در سانتیمتر مکعب است که امکان استفاده از آلیاژهای تیتانیوم سبک، با استحکام بالا، مقاوم در برابر خوردگی، و مقاوم در برابر حرارت را با چگالی مشابه آب فراهم میکند.
در این مطالعه، این تیم به طرز هوشمندانهای فرامواد مکانیکی میلهای دیواره نازک توخالی را با فرامواد مکانیکی صفحه نازک ترکیب کردند، که منجر به شکل ساختاری متمایزی شد که از توپولوژیهای فرامادهای که قبلا گزارش شده بود، متفاوت است. با استفاده از مزایای هر دو ساختار، این ماده به بهبودهای قابل توجهی در عملکرد مکانیکی دست می یابد و در عین حال ویژگی های اساسی متاماده میله دیواره نازک توخالی اصلی را حفظ می کند.
