500℃高温下依然坚韧的轻质复合材料

科技日报北京11月18日电 加拿大多伦多大学的科研人员最近开发出了一种性能出色的新型复合材料。这种材料在高达500℃的温度环境下，依然能够保持轻盈且高强度的特性，有望在航空航天等领域得到应用。相关研究已发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。

团队设计时参考了钢筋混凝土的结构思路，采用3D金属打印技术，制备了别具一格的金属基复合材料。具体来说，他们以钛合金制造网状结构，充当材料的“骨架”，并利用微铸工艺将铝硅镁合金填充在其间，起到“基质”作用。材料内部还均匀分布着纳米级强化颗粒，有效提升了整体性能。

传统铝合金在高温下容易失去强度（500℃下强度仅约为5兆帕），而该新型材料则打破了这一瓶颈。在室温下，其屈服强度可达700兆帕，升温至500℃时仍能保持在300至400兆帕之间，接近部分中强钢材，但重量却仅为钢的三分之一。材料的屈服强度，是指它在外力作用下开始产生明显变形前能承受的最大应力，这一参数对实际应用极为重要。

经过计算机仿真分析，团队发现该材料在高温环境下能够通过一种特殊“增强孪晶”机制保持强度。这项技术创新，充分体现了增材制造在材料研发方面的巨大潜力，有望为未来更轻、更坚固、更节能的交通装备提供新的解决思路。