據(jù)國外媒體報(bào)道,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(qiáng)度,且非常輕的金屬耐磨板材料,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。
這種新型金屬耐磨板材料是加入密集分散型納米碳化硅微粒的鎂,它可用于制造輕型飛機(jī)、太空飛船和汽車,有助于提高燃料效率,同時(shí)還可用于手機(jī)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(qiáng)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(shí),他們還研制了一種可擴(kuò)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(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《自然》雜志上。
該研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李曉春和美國加州大學(xué)洛杉磯分校制造工程系雷聲.查爾(RaytheonChair)指出,納米微粒能夠在不損壞其可塑性的前提下,真實(shí)提高金屬強(qiáng)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(shí)了一種新的方法增強(qiáng)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(xiàng)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(qiáng)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(huì)損失可塑性。相比之下,納米等級微粒能夠顯著提高強(qiáng)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(yùn)動(dòng)的動(dòng)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(qiáng)這種新金屬耐磨板材料強(qiáng)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。