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开心棋牌975下载中新網(wǎng)北京8月14日電 (記者 孫自法)通過(guò)引入孔洞發(fā)展新型輕質(zhì)高強(qiáng)度材料雖然直觀有效，但一般情況下又會(huì)導(dǎo)致材料的強(qiáng)度、塑韌性、疲勞性能等力學(xué)性能急劇降低，這方面如何實(shí)現(xiàn)“魚和熊掌兼得”？長(zhǎng)期以來(lái)一直備受材料學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。

記者8月14日從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心金海軍研究員團(tuán)隊(duì)最新研究提出，孔洞如果細(xì)化至百納米以下并彌散分布于材料中，它將從有害材料缺陷轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸娴摹皬?qiáng)化相”。該團(tuán)隊(duì)以金為模型材料研究發(fā)現(xiàn)，添加彌散納米孔可在不損失甚至提高塑性的同時(shí)，降低材料密度并大幅提升其強(qiáng)度。

金海軍指出，他們的研究表明，特征尺寸低于百納米的孔洞具有類似于納米顆?；蚣{米“析出相”的強(qiáng)化效應(yīng)，是一種“零質(zhì)量、零污染”的新型納米“強(qiáng)化相”。這一強(qiáng)化方式不僅有助于材料輕量化和回收再利用，且可更大限度保留本體材料導(dǎo)熱導(dǎo)電等優(yōu)異物理性能，有可能在多個(gè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)用納米孔強(qiáng)化金屬使得金屬?gòu)?qiáng)度大幅提升的重要進(jìn)展成果論文，近日在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)發(fā)表。

本次研究的部分樣品塑性甚至優(yōu)于同等晶粒尺寸的完全致密材料，表明彌散分布納米孔有助于減輕孔洞周圍應(yīng)力和應(yīng)變集中，抑制裂紋的萌生。此外，該新材料巨大比表面積也促進(jìn)表面—位錯(cuò)間交互作用，進(jìn)而提高強(qiáng)度的同時(shí)也提高應(yīng)變硬化率，從而有助于提高塑性。

據(jù)了解，發(fā)展新型輕質(zhì)高強(qiáng)度材料是航空航天、汽車、消費(fèi)電子等關(guān)鍵領(lǐng)域的共同迫切需求，當(dāng)前材料輕量化一般通過(guò)添加更輕的合金元素(如輕質(zhì)鋼中的鋁，以及鋁合金中的鋰)來(lái)實(shí)現(xiàn)。與之相比，引入孔洞是更為直觀有效，且更具普適性的材料減重途徑。但一般情況下，少量孔洞的存在即可導(dǎo)致材料的強(qiáng)度、塑韌性、疲勞性能等力學(xué)性能急劇降低。因此，在鑄造、粉末冶金、3D打印等材料制備加工過(guò)程中，孔洞一般被視為嚴(yán)重材料缺陷而需嚴(yán)格控制并極力消除。(完)

金海軍介紹說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)脫合金腐蝕法制備出結(jié)構(gòu)均勻的納米多孔金，將其適當(dāng)壓縮并加熱退火，形成一種含有大量彌散分布納米孔的新材料。微拉伸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加體積分?jǐn)?shù)高達(dá)5%-10%的納米孔后，材料屈服強(qiáng)度提升50%-100%，且保持良好的塑性。