美科學(xué)家研制出高強度超輕金屬材料
2015年12月30日 13:59 12891次瀏覽 來源： 騰訊科技 分類： 新技術(shù)
據(jù)國外媒體報道，目前，美國加州大學(xué)洛杉磯分校研究小組最新研制出一種超高強度，非常輕的金屬材料，他們使用一種新方法分散和穩(wěn)定納米微粒進(jìn)入熔化狀態(tài)的鎂金屬。
這種新型金屬材料是加入密集分散型納米碳化硅微粒的鎂金屬，它可用于制造輕型飛機、太空飛船和汽車，有助于提高燃料效率，同時還可用于手機電子和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備制造領(lǐng)域。據(jù)悉，為了制造超高強度、輕重量金屬材料，研究小組發(fā)現(xiàn)一種新的方法在熔化金屬材料中分散和穩(wěn)定納米微粒，同時，他們還研制了一種可擴展性制造方法，用于制造更高效性能的輕重量金屬。目前，這項最新研究報告發(fā)表在近期出版的《自然》雜志上。
該研究項目負(fù)責(zé)人李曉春(音譯)和美國加州大學(xué)洛杉磯分校制造工程系雷聲·查爾(Raytheon Chair)指出，納米微粒能夠在不損壞其可塑性的前提下，真實提高金屬強度，尤其是像鎂這樣的輕重量金屬，但是迄今為止沒有研究小組能夠?qū)⑻沾杉{米微粒分散在熔化金屬中。基于灌輸物理屬性和材料加工過程，最終我們通過灌輸密集納米微粒提高金屬屬性，證實了一種新的方法增強金屬性能。
結(jié)構(gòu)金屬是一種承載金屬，它用于建筑業(yè)和汽車制造。鎂僅是鋁密度的三分之二，是最輕的結(jié)構(gòu)金屬。碳化硅是一種超硬陶瓷材料，通常用于制造工業(yè)刀片。目前，這項最新技術(shù)灌輸大量碳化硅微粒(直徑小于100納米)進(jìn)入熔化狀態(tài)的鎂金屬，從而顯著提高了金屬的強度、剛度、可塑性和高溫下的持久度。
長期以來，科學(xué)家認(rèn)為陶瓷顆粒能夠潛在地使金屬硬度更高，然而微觀等級陶瓷顆粒在灌輸過程中會損失可塑性。相比之下，納米等級微粒能夠顯著提高強度或者提高金屬可塑性，但是納米陶瓷顆粒傾向于凝聚在一起，而不是均勻分散，這是由于小型微粒傾向于彼此吸引。為了消除這一問題，研究人員將納米微粒分散在熔化的鎂鋅合金中，它們依賴粒子運動的動能彼此分散開來，這將穩(wěn)定納米微粒的均勻分散，避免凝聚在一起。
為了更進(jìn)一步增強這種新金屬材料強度，研究人員使用一種叫做高壓扭轉(zhuǎn)技術(shù)進(jìn)行壓縮。目前，這種新型金屬材料14%是碳化硅納米微粒，86%是鎂鋅合金
責(zé)任編輯：趙天宇
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