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美国科学家发现新型材料弯曲规则
发表时间:2019-09-11

美国科学家发现新型材料弯曲规则



       近100年来,科学家们一直认为他们对金属弯曲的原理了如指掌,但是他们错了。美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的材料科学和工程研究人员已经证明,金属弯曲的规律并不是非常严格。研究人员的发现将不仅颠覆以前的有关金属变形的理念,还有助于指导创造出更坚固、更耐用的材料。

  
    

  

  研究人员表示此项研究增加了一个可以控制参数,以提升材料的强度和延展性。延展性就是金属能够弯曲的能力,大多数提高金属强度的方法是以牺牲其灵活性为代价的,而且金属的抗弯曲性越强,越容易在压力下开裂。但是,研究人员研究出来的新弯曲机制可让工程师不冒材料断裂的风险,加固材料。该研究对于美国军方来说非常重要,因为美军迫切需要坚固耐用的材料,以帮助战区部队的安全。

  该重大发现将为下一代先进结构材料的开发奠定技术基础,而此类先进材料可能最终会用于陆军装备以及汽车。

  一般来说,工程师们会通过冷加工或退火等技术控制金属的强度,此类技术通过结构不规则(位错)达到目的。位错是金属晶格中的不规则现象,指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。正常的金属能够弯曲就是因为位错导致材料原子移动,从而在材料变形的时候,不会立即撕裂晶体内部的单键。

  但是,加固技术会限制位错的运动,因此,研究人员发现金属化合物-钐钴在位错没有发生时,就能轻易弯曲,着实令人震惊。此外,钐钴发生弯曲时,晶体内部形成了窄带,分子呈“非晶态”结构,而不是金属其他部分所呈现的规则网格状结构。而此类非晶态的“窄带”就造成了该金属弯曲。

  研究人员计划寻找其他可能也会以此种特殊方式发生弯曲的材料,最终,他们希望能够利用此种现象调整材料的强度和灵活性。

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