新型合金材料比钢铁坚硬两倍 具有塑料可塑性

腾讯科技讯(悠悠/编译)据美国物理学组织网站报道,目前,科学家最新研制一种金属合金材料,它比钢铁更坚硬,但却像塑料一样万能通用,可吹塑制成任意的形状。 

科学家研制一种金属合金,它比钢铁更坚硬,却像塑料一样可吹塑成任意形状

  数十年以来,材料科学家尝试研制一种最理想的材料,它能够吹塑形成复杂结构,且像塑料一样易于塑造和低成本,但不失去金属的强度和坚固度。美国耶鲁大学材料科学家简-施罗斯(Jan Schroers)带领一支研究小组发现块状金属玻璃(BMGs)能够随意排列原子,而不像普通金属中有序的晶体结构,该合金材料能够像塑料一样随意地吹塑成普通金属无法实现的复杂外形,期间并不失去金属的硬度和坚固度。目前,他们将这项最新研究发表在3月1日出版的《材料期刊》杂志上。

施罗斯说:“块状金属玻璃像普通金属,但却可以像塑料一样吹塑制造,具有简易性和廉价性。”目前,该研究小组已制造出无缝金属瓶、表壳、微型谐振器和医学埋植器等复杂结构物体,整个制造过程不足1秒,其强度却是普通钢铁的两倍。

块状金属玻璃的成本与高端钢材相近,但加工费用却像塑料一样低廉。施罗斯指出,这种新型材料是由多种材料合成,其中包括:锆、镍、钛和铜。研究小组在低温和低压状态下对该合金材料进行吹塑,该合金材料可明显地变软,很容易像塑料一样形成流体,但不会像普通金属一样结晶化。

低温和低压使研究小组能将块状金属玻璃具备前所未有的多功能性、简易性和精确性。为了精细地控制和维持理想温度吹塑,研究小组在真空或者液态下加工块状金属玻璃。施罗斯说:“其优点在于可避免金属成形加工工艺中出现的典型性摩擦,吹塑加工能够完全消除摩擦,使我们能建立任何复杂外形的物体,甚至包括纳米级物体。”

施罗斯和研究小组同事已使用这项最新加工技术为微型机电系统制造微型谐振器,以及陀螺仪和谐振应用的微型电动精密仪器。此外,通过吹塑块状金属玻璃,研究小组能够将三个分离加工步骤(塑造、焊接和打磨)合成一个传统金属加工处理,使人们将以前难以处理的费时、耗能加工处理过程缩短至不足1分钟完成。

施罗斯说:“这是塑造金属加工的一个完全典范,块状金属玻璃兼具塑料和普通金属的特性,连同简易、经济和精密性吹塑制作工艺,将潜在地影响近百年来合成塑料及相关加工方法的发展。”

(来源:腾讯科技 2011-03-04)