结构化柔性复合泡沫：增材制造与增强颗粒驱动的基体偏析
应用物理
2024-02-27 v2
摘要
聚合物复合泡沫是一种变革性材料，将塑造下一代航空航天与海洋结构的未来。当采用压缩模塑等传统工艺制造时，复合泡沫由实心连续聚合物基体与刚性空心颗粒增强组成。然而，在热塑性聚氨酯（TPU）的选择性激光烧结过程中可实现聚合物基体偏析。目前尚不确定空心颗粒在形成这种基体偏析中的作用及其对复合泡沫相应力学性能的影响。我们表明，空心颗粒的尺寸控制了基体偏析的内部微尺度形貌，导致反直觉的宏观力学响应。直径大于偏析基体胞壁间隙的颗粒卡在胞壁之间及胞壁内，桥接偏析基体中的间隙并提高复合泡沫的刚度。相反，具有更小直径且颗粒压碎强度更高的颗粒仅卡在偏析基体的胞壁内部，导致更高的密实化应力（能量吸收）。我们表明，在实现轻质复合泡沫的同时可调控刚度与密实化。这些新发现将有助于推动夹层结构芯材中功能化轻质复合泡沫的发展。
引用
@article{arxiv.2211.00955,
title = {Architected Flexible Syntactic Foams: Additive Manufacturing and Reinforcing Particle driven Matrix Segregation},
author = {Hridyesh Tewani and Megan Hinaus and Mayukh Talukdar and Hiroki Sone and Pavana Prabhakar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00955},
year = {2024}
}