普渡大學(xué)研制出強(qiáng)度與不銹鋼相當(dāng)?shù)男滦弯X合金材料

美國(guó)普渡大學(xué)的研究人員通過(guò)在金屬的晶體結(jié)構(gòu)中引入“斷層缺陷”，開(kāi)發(fā)出一種新型鋁合金材料，其強(qiáng)度甚至可媲美不銹鋼。

據(jù)介紹，鋁合金作為一種輕量級(jí)材料已獲得了廣泛應(yīng)用，但其強(qiáng)度不高，脆性大，限制了其應(yīng)用的進(jìn)一步擴(kuò)展。從微觀層面上來(lái)講，金屬是由一層層重復(fù)堆疊起來(lái)的晶體原子組成的。當(dāng)某一層缺失時(shí)，就會(huì)形成“堆垛層錯(cuò)”；如果有兩個(gè)斷層，則被稱作“雙邊界”或“納米孿晶”；若達(dá)到了9層，就被稱作“9R相”。這些堆疊起來(lái)的斷層能夠提高材料的強(qiáng)度。因此，普渡大學(xué)的研究人員希望同時(shí)將“納米孿晶”和“9R相”兩種特性引入鋁合金材料結(jié)構(gòu)中。但金屬有一個(gè)“高堆垛層錯(cuò)能”，即材料會(huì)傾向于“自我糾錯(cuò)”。研究人員采用沖擊誘發(fā)技術(shù)，利用激光來(lái)轟擊超薄鋁片和二氧化硅粒子，誘發(fā)了寬度達(dá)到數(shù)十納米的“9R相”。此外，研究人員采用磁控濺射技術(shù)，將鐵原子引入鋁的晶體結(jié)構(gòu)中，從而制備出了迄今為止強(qiáng)度最高的鋁合金材料。

研究人員稱，該工藝可以拓展至工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模，有望在電子設(shè)備和車輛的耐腐蝕涂層等領(lǐng)域得到應(yīng)用。 (W.CB)