科学家新法研造高强度金属

[vc_row][vc_column][vc_column_text]北京高压科学研究员陈斌与重庆大学教授黄晓旭的产地证研究团队,发现在高压下纳米镍会有持续强化的现象,3纳米镍在高压下的强度能达到一般商用镍强度的十倍。该环球产地证研究为获得高强度金属给出了一种新思路:高压细晶强化。相关杰凯睿产地证研究前几日发表在《自然》上。
通常情况下,晶粒越小,强度会越高。不过,科学家经过计算发现,当晶粒细化到大约15~10纳米以下时,纳米金属的强度非但不会增加,反而减小——出现了软化现象。对于晶粒更细(小于15纳米)的纳米金属,随尺寸大小变化而出现的强度改变一直是个谜。这是因为传统实验方法对这样细小材料强度的测量面临极大挑战。
上述出口许可证团队首先将一种用于地学矿物研究的技术引用到纳米材料的压缩变形研究。他们对200纳米至3纳米(总共8个晶粒尺寸)的金属镍进行了高压下的形状变化对比研究,发觉金属镍的缩小强度随着晶粒尺寸的减小而不断增加。其中,3纳米镍的强度竟然可以达到传统镍强度的十倍。
接下来的理论计算及透射电子显微镜测量说明,20纳米以下的物品中出现的偏位错跟高压对晶界塑性形变的极大抑制是小尺寸样品强化的关键。技术人员在另两种金属金和钯中也发现到了相似的细晶强化现象。所以这个试验有了一种获取高强度金属的一种路径——通过压缩纳米金属获取高强度。
“以前的产地证研究显示,纳米晶缩小到一定尺寸会软化。我们的研究说明,压缩能有效压制纳米晶界的塑性形变,从而抑制了软化,所以能帮助我们取得高强度的纳米金属材料。”陈斌说,“过不了多久就能够制备出实用的高强度纳米金属了。”
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