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美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型材料彎曲規(guī)則 或為下一代先進(jìn)材料研發(fā)奠定基礎(chǔ)

2019-09-17 07:28:28 changyuan
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研究人員表示此項研究增加了一個可以控制參數(shù),以提升材料的強度和延展性。延展性就是金屬能夠彎曲的能力,大多數(shù)提高金屬強度的方法是以犧牲其靈活性為代價的,而且金屬的抗彎曲性越強,越容易在壓力下開裂。但是,研究人員研究出來的新彎曲機制可讓工程師不冒材料斷裂的風(fēng)險,加固材料。該研究對于美國軍方來說非常重要,因為美軍迫切需要堅固耐用的材料,以幫助戰(zhàn)區(qū)部隊的安全。


該重大發(fā)現(xiàn)將為下一代先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)奠定技術(shù)基礎(chǔ),而此類先進(jìn)材料可能最終會用于陸軍裝備以及汽車。


一般來說,工程師們會通過冷加工或退火等技術(shù)控制金屬的強度,此類技術(shù)通過結(jié)構(gòu)不規(guī)則(位錯)達(dá)到目的。位錯是金屬晶格中的不規(guī)則現(xiàn)象,指晶體材料的一種內(nèi)部微觀缺陷,即原子的局部不規(guī)則排列(晶體學(xué)缺陷)。正常的金屬能夠彎曲就是因為位錯導(dǎo)致材料原子移動,從而在材料變形的時候,不會立即撕裂晶體內(nèi)部的單鍵。 


但是,加固技術(shù)會限制位錯的運動,因此,研究人員發(fā)現(xiàn)金屬化合物-釤鈷在位錯沒有發(fā)生時,就能輕易彎曲,著實令人震驚。此外,釤鈷發(fā)生彎曲時,晶體內(nèi)部形成了窄帶,分子呈“非晶態(tài)”結(jié)構(gòu),而不是金屬其他部分所呈現(xiàn)的規(guī)則網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。而此類非晶態(tài)的“窄帶”就造成了該金屬彎曲。


研究人員計劃尋找其他可能也會以此種特殊方式發(fā)生彎曲的材料,最終,他們希望能夠利用此種現(xiàn)象調(diào)整材料的強度和靈活性。

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