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金屬玻璃？ 鎳鈦合金打造堅固彈性材料
2024年09月11日 13:25:08
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5260
最近，日本國立材料科學(xué)研究所研究人員似乎在這一問題上有所突破，開發(fā)出來一種能夠?qū)i-Ti SMA加工成超堅固彈性材料的新工藝。據(jù)稱，加工后的材料堅固程度與鋼相當(dāng)，延展性卻是鋼的20倍。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】形狀記憶合金是由兩種或兩種以上的金屬元素組成，能夠在溫度和應(yīng)力作用下發(fā)生相變，從而具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性等特性的特殊合金。也正因這一特質(zhì)，其被廣泛用于航空航天、生物醫(yī)療、機(jī)械電子等領(lǐng)域，直至今日仍是材料學(xué)的重要研究方向。
鎳鈦基形狀記憶合金(Ni-Ti SMA)是形狀記憶合金家族中重要的一員。其具有抗疲勞性、低應(yīng)力水平下的循環(huán)穩(wěn)定性以及出色的生物相容性，因此能夠適應(yīng)許多的場景，是目前應(yīng)用最廣泛的形狀記憶合金之一。
但即便如此，Ni-Ti SMA依舊存在著一些小問題，例如大部分時候無法兼顧較強(qiáng)彈性和堅固性，而這個問題也正是科學(xué)家目前正著眼于解決的。
而就在最近，日本國立材料科學(xué)研究所研究人員似乎在這一問題上有所突破，開發(fā)出來一種能夠?qū)i-Ti SMA加工成超堅固彈性材料的新工藝。據(jù)稱，加工后的材料堅固程度與鋼相當(dāng)，延展性卻是鋼的20倍。
事實(shí)上，此前也曾有過類似的工藝，但是研制出的兼顧較強(qiáng)彈性和堅固性的Ni-Ti SMA，都只能在特定溫度下發(fā)揮特性，適用面窄。這次新工藝則可以將適用溫度保持在-80℃—80℃，因此具備更為理想的利用價值。
據(jù)悉，新工藝共三步。首先是讓樣品嚴(yán)重變形，使其伸長50%；之后對其進(jìn)行短暫加熱，讓其溫度達(dá)到300℃；最后再次拉伸，使其延長12%。三步之后，新材料能耐受18000倍大氣壓力，并且保留了Ni-Ti SMA的彈性優(yōu)勢。
此外根據(jù)介紹，這種記憶合金還是一種特殊的玻璃，并且不會和普通玻璃那樣易碎。而其延展變形特質(zhì)以及出色的物理特性，也賦予了其作為新型空氣動力學(xué)材料的可能。
相信隨著科技的不斷發(fā)展，針對這種新材料的研究和應(yīng)用將不斷深入。同時，制備工藝的不斷改進(jìn)也會促使其成本降低。說不定未來某天，它就會出現(xiàn)在我們的生活中。此外，也相信其他形狀記憶合金在研究的不斷推進(jìn)中也會收獲新突破，逐漸發(fā)展成改變我們生活的新技術(shù)。
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