CA -帕萨迪纳市加州理工学院的研究人员(加州理工学院)开发了一种方法来做一些臭名昭著的脆性材料韧性,比以往任何时候都更强大,只要减少他们的大小。188金宝搏bet官网
工作,由Dongchan张成泽、高级博士后学者,和茱莉亚·r·格里尔,加州理工学院材料科学和力学的助理教授,最终可能导致创新的发展,超强,但光和增加材料。188金宝搏bet官网这些新材料可以作为组188金宝搏bet官网件在结构应用程序中,如在轻量级航空飞行器,在极端环境条件下持续时间更长和海军舰艇抗腐蚀和磨损。
了一篇关于这项研究发表在2月7日的《华尔街日报》网络版上发表的自然材料188金宝搏bet官网。
“从历史上看,结构材料一直不得不依靠他们的工艺条件,188金宝搏bet官网从而被“奴隶”属性,“格里尔说。例如,陶瓷非常强大,这使得它们对结构的应用程序。与此同时,这些材料是非常重,这对许多应用程序是有188金宝搏bet官网问题的;他们非常脆弱,小于理想支持沉重的负荷。事实上,格里尔说,“他们在机械负载下灾难性的失败。”Metals and alloys, on the other hand, are ductile and therefore unlikely to shatter, but they lack the strength of ceramics.
188金宝搏bet官网材料科学家已经开发出一个奇妙的材料称为玻璃金属合金、非晶态和缺乏传统金属的晶体结构。的材料,188金宝搏bet官网也被称为金属眼镜,是由随机安排的金属元素(如锆,钛,铜和镍。他们是轻量级的,这为他们提供了一个巨大的优势纳入新类型的设备,格里尔说。然而,他们是堪陶瓷。不幸的是,他们的随机结构使得金属玻璃相当脆弱。“他们也失败了灾难性的拉伸载荷下,”格里尔说。
但是现在格里尔和张成泽,第一作者自然材料188金宝搏bet官网纸,已经开发出一种策略来克服这些障碍,使金属玻璃,几乎是低到可以忽略不计。
科学家们设计了一个流程,使zirconium-rich金属玻璃柱子直径100纳米,大约比人类头发的宽度缩小400倍。在这个大小,格里尔说,“不仅金属玻璃变得更强,而且韧性,这意味着他们可以在一定伸长变形而不破坏。”
到目前为止,还没有能立即应用新材料,虽然它可能会把nanopillars成数组,可以形成较大的层次结构的构建块的188金宝搏bet官网强度和延性小对象。
工作”,令人信服地表明,“大小”可以被成功地用来作为设计参数,”格里尔说。“我们正在进入一个新时代在材料科学,结构材料不仅可以创建利用188金宝搏bet官网整块石料结构、陶瓷和金属等,还通过引入建筑特性。”
例如,格里尔是致力于制造实体架构使用小的金属玻璃盘子和ultrafine-grained延性金属纳米尺寸,可以用于制造新的工程复合材料放大强度和延性。
使用这种架构驱动的方法来创建结构材料与增强属性,,例如,超级强,然而光和韧性,研究人员必须了解每个组成部分在使用和压力下的变188金宝搏bet官网形。
“我们的研究结果为利用纳米组件提供一个强大的基础,这能够维持非常高负载没有出现灾难性故障,在bulk-scale结构应用专门通过合并架构和微观结构控制,”格里尔说。
“实验特别酷的一面是,它几乎是不可能的!Dongchan,我神奇的博士后,能使个人100纳米直径拉伸金属玻璃nanopillar样品,之前没有人做过,然后用我们的定制的原位力学变形工具,SEMentor,执行实验。他制作的样品,测试,分析数据。我们能够解释结果和制定现象学理论,但信贷一直给他。”
的工作自然材料188金宝搏bet官网纸”,从一个stronger-and-ductile strong-yet-brittle状态转换到金属玻璃破碎,“是由美国国家科学基金会和美国海军研究办公室。它利用卡夫制造和表征设备的加州理工学院纳米科学研究所。