Dans un développement qui pourrait signifier de grands atouts pour les industries automobile et marine, les chercheurs de Deep Springs Technology (DST) et de l’Université School of Engineering de New York Polytechnics ont créé un nouveau matériau composite à matrice métallique qui est si léger qu’il peut flotter sur l’eau.
La matrice en alliage de magnésium composite est ce qu’on appelle une mousse syntactique: un type de matériau composite créé en remplissant une matrice métallique, polymère ou céramique avec des particules creuses. Dans ce cas, une matrice en alliage de magnésium est renforcée par des particules creuses de carbure de silicium, dont le résultat est que les chercheurs prétendent être la première mousse syntactique de matrice métallique la plus légère au monde.
Cette structure permet de conférer au matériau une masse volumique de 0,92 gramme par centimètre cube, ce qui est inférieure à 1 g/cc de densité d’eau, ce qui lui donne la possibilité de flotter sur l’eau et peut être utilisée dans la construction de navires qui restent à flot même après avoir subi des dommages à leur structure. En outre, les chercheurs disent qu’il est aussi assez fort pour résister à des conditions marines rigoureuses.
En outre, le matériau possède également des propriétés de résistance à la chaleur qui le rendraient viable en tant qu’alternative aux composites à matrice polymère légers qui ont fait l’objet de beaucoup de recherches et de développement pour une utilisation aussi bien dans les navires que les composants automobiles en remplacement aux lourds composants à base de métaux.
«Ce nouveau développement de matériaux composites à matrice métallique très léger peut ramener cette faveur aux matériaux métalliques», explique Nikhil Gupta, professeur à la NYU School of Engineering au sein du Département de génie mécanique et de génie aérospatial et co-auteur de l’étude. «La capacité de métaux à résister à des températures plus élevées peut être un énorme avantage pour ces composites dans le moteur et les composants de l’échappement, indépendamment de pièces de structure. »
Le matériau commence comme une matrice en alliage de magnésium, qui est transformé en mousse par l’addition de sphères creuses à base de de carbure de silicium développé par DST. Ces sphères légères sont extrêmement fortes, et la coque d’une seule sphère est capable de résister à plus de 1723 bars de pression avant la rupture. Tout comme l’ajout de force, les sphères offrent également une protection d’impact en agissant comme un absorbeur d’énergie.
La modification de la quantité de sphères qui sont ajoutées à la matrice permet que la densité du composite et d’autres propriétés puissent être personnalisées pour répondre à différentes applications. Quelques applications potentielles par les chercheurs comprennent les planchers de bateau, les composants automobiles, les modules de flottabilité et le blindage de véhicule.
L’équipe explique que le matériel pourrait être prototypé pour des tests d’ici 3 ans.
http://engineering.nyu.edu/press-release/2015/05/12/metal-composite-will-literally-float-your-boat
