http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-01-18
美科学家发明超强可塑性金属玻璃比钢铁更牢固
新浪科技讯 北京时间1月14日消息,男孩们在踢足球时,不小心把球踢到窗户上,打碎玻璃的事情将会一去不复返,因为美国科学家已经制成比钢铁更难打破的金属玻璃。
这种容损金属玻璃是把五种成分结合在一起制成的,其中包括稀有金属钯。其他金属成分增强了这种新型玻璃的强度,而钯则增加了它的可塑性,防止玻璃碎裂。美国能源部的材料学家罗伯特·里奇博士说:“这使这种玻璃具有超强的可塑性,在遇到巨大的冲击力时,它会发生弯曲,而不是碎裂。这种强度和韧性的完美结合,或者说损伤容限的罕见组合,使它成为所有已知材料中强度和韧性最强的材料。”
不过它存在一个重要缺陷——钯金属及其昂贵。目前钯的市场交易价格是每盎司超过500英镑(787.55美元),与之相比,金价才为每盎司830英镑(1307.33美元)。不过里奇认为,这种玻璃借助“不能打破”的独特卖点,将能克服这一缺点。他说:“传统观念认为,材料的强度和韧性是一对相互排斥的特性。而我们正在逆流而上,我们把容损封套应用到结构金属上,令其既坚固,韧性又好。”
刚开始时,新金属玻璃样本是把钯、磷、硅和锗元素混合在一起生成的直径大约是1毫米玻璃棒。加利福尼亚大学的研究人员通过增加银元素,进一步把这种玻璃棒的直径扩大到6毫米。里奇说:“现在我们正在努力增强它的可塑性,通过改变合成成分,使其不像其他金属玻璃一样容易碎裂。”这种新型玻璃是由美国能源部和加州理工学院的科学家研制的。(孝文)
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美研制出迄今强韧度最好合金
新华社伦敦1月10日电 (记者黄堃)新一期英国《自然·材料》杂志刊登报告说,美国研究人员制出一种新型合金材料,且是迄今在强度和韧度两方面综合性能最好的材料。
在材料学中,强度指材料在不出现永久变形情况下承受压力的能力,而韧度是抗碎裂的能力。玻璃是强度好过韧度的典型,而铁等金属则相反。
美国加州理工学院的马里奥斯·季米特里里乌等人以金属钯为主要材料,加入少量银和其他元素,在融化状态下将其快速冷却,从而获得一种具有类似玻璃内部结构的全新合金材料。实验显示,这种新材料在强度和韧度两方面的综合性能超过其他任何已知材料。
据介绍,这种使合金具备类似玻璃结构的技术以前就有,但过去使用其他金属得到的合金性能不理想。本次研究的成功之处是找对了“配方”。季米特里里乌说,钯、银等金属混合后能产生既强且韧合金的深层原因目前还不清楚,将就此进行更深入的研究。
由于钯是一种昂贵的金属,这种新材料暂时还难以大规模应用。研究人员认为目前最适合的用途是制造对强度和韧度要求都较高的牙科用品等。不过,他们也在探索用便宜的铜、铁或铝等金属来制造类似的合金材料。
[科技日报]