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鎳鈦合金“變身”為超堅固彈性材料

發(fā)布日期:2024-12-27 18:03:22  瀏覽次數(shù):495



  日本國立材料科學(xué)研究所研究人員開發(fā)出一種新工藝,讓鎳鈦合金 “變身” 為一種超堅固彈性材料。 這種材料的堅固程度與鋼相當(dāng), 延展性卻是鋼 的 20 倍,有望用于制造可變形機翼。相關(guān)論文發(fā) 表于新一期 《自然》 雜志。




  想象一下,一架飛機在空中遨游,機翼能隨著飛行速度的變化調(diào)整長度,以便更充分地利用空氣動力。為實現(xiàn)這一夢想,工程師們一直在尋找一種既柔韌又堅硬,且能耐受飛行中各種嚴(yán)苛環(huán)境的材料。


  鎳鈦合金具有多種特殊性能,其延展性優(yōu)于其他金屬, 且能“記住”此前形狀。該合金變形后只 需將其加熱, 就能恢復(fù)到原來的“模樣”。盡管此前科學(xué)家已研制出一些具有較強彈性和堅固性的鎳鈦合金,但這些材料只在特定溫度下才能展現(xiàn)出這些性能, 限制了其應(yīng)用范圍。


  最新研究開發(fā)出一種三步法新工藝:首先,使樣品嚴(yán)重變形,讓其伸長 50%;然后, 短暫加熱 至 300 ℃;最后, 讓其再伸長 12%。結(jié)果顯示,得到的新材料能耐受18 000 倍大氣壓力, 強度與鋼相當(dāng), 而彈性比鋼高約 20 倍。此外,新材料保持性能的溫度范圍在-80~80 ℃。


  研究人員說, 新材料不僅是金屬,也是一種玻 璃。雖然玻璃通常很脆, 但這種新型玻璃內(nèi)部分 子的獨特排列形式使其既能變形, 又不會在壓力下斷裂。





 
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