【48812】我科学家用纳米孔强化金属 强度取得大幅进步

时间: 2024-08-17 20:09:22 |   作者: 新闻中心

  开展新式轻质高强度资料是航空航天、轿车、消费电子等要害范畴的火急需求。当时，资料轻量化一般是经过增加更轻的合金元素（如轻质钢中的铝，以及铝合金中的锂）来完成。与之比较，引进孔洞是更为直观有用，且更具普适性的资料减重途径。但正常的情况下，少数孔洞的存在或许导致资料的强度、塑耐性、疲惫功能等力学功能急剧下降。因而，在铸造、粉末冶金、3D打印等资料制备工艺流程中，孔洞一般被视为严峻资料缺点，需求严控并竭力消除。

  近来，中国科学院金属研讨所沈阳资料科学国家研讨中心金水兵研讨员团队提出，假如细化至百纳米以下并弥散散布于资猜中，孔洞将从有害资料缺点转变为有利的“强化相”。该团队以金为模型资料研讨之后发现，增加弥散纳米孔可在不丢失、乃至进步塑性的一起，下降资料密度并大幅度的进步其强度。相关研讨结果于8月9日发表于Science期刊。

  据介绍，该团队经过脱合金腐蚀法制备出结构均匀的纳米多孔金，将其恰当紧缩并加热退火，构成一种含有很多弥散散布纳米孔的新资料。微拉伸试验发现，增加体积分数高达5~10%的纳米孔后，资料屈从强度进步50~100%，且坚持杰出的塑性。部分样品塑性乃至优于平等晶粒尺度的彻底细密资料。弥散散布纳米孔有助于减轻孔洞周围应力和应变会集，按捺裂纹的萌发。该资料巨大比外表积也促进外表-位错间交互作用，从而进步强度的一起也进步应变硬化率，后者有助于进步塑性。该研讨标明，特征尺度低于百纳米的孔洞具有类似于纳米颗粒或纳米分出相的强化效应，是一种“零质量、零污染”的新式纳米强化相。这一强化方法不只有助于资料轻量化和收回再利用，且可更大极限保存本体资料导热导电等优异物理功能，有或许是在多个范畴取得使用。（经济日报记者 沈慧）