当普渡大学研制出强度比肩不锈钢的新型铝合金

普渡大学研制出强度比肩不锈钢的新型铝合金材料

铝合金是一种很不错的轻量级材料，许多软饮料都喜特殊情况需经分管专工批准后方可延期保养欢用它制作易拉罐。不过铝合金的缺点也很明显 —— 太脆了。好消息是，普渡大学的研究人员，已经开发出了一种新型的铝合金材料。通过在金属的晶体结构中引入“断层”（faults），这种“缺陷”竟然可以极大地提升材料强度。除了让新型铝合金的强度比肩不锈钢，这项特性也可用于耐腐蚀涂层。

从微观层面上来讲，金属就是一层层重复堆叠起来的晶体原子组成的。当某一层的模式缺失时，就会遭致“堆垛层错”（stacking fault）。

如果有两个断层，则被称作“双边界”（twin boundaries）或“纳米孪晶”（nanotwins）。若达到了 9 层，就被称作“9R 相”。

有趣的是，这些堆叠起来的断层竟然能够让材料强度变得更高。有鉴于此，普渡大学的研究人员们希望同时将“纳米孪晶”和“9R 3.选择1个实验速度相”两种特性包含进去。

这份铝合金样品将被透射式电子显微镜分析，以研究其结晶结构。

难度在于，金属有一个“高堆垛层错能”（high stacking fault energy），即材料会倾向于“自我纠错”。两项新研究作者 Xinghang Zhang 表示：此前有人证实了铝材料很难引入‘双边界’，而‘9R 相’的引入就更难了，因为它的‘堆错能’太高了。

即便如此，他们还是克服了难题，将两项特性引入到新型铝材中，而不是个别企业走进了1个和过去完全不同的地带在增加材料的强度和延展性的同时，还改善了它的热稳定性。

普渡大学研究人员发明的这种新型铝合金，拥有比肩不锈钢的强度特性。

为了在新型铝材中引入“9R 相”，科学家们使用了两项不同的技术。其一是“冲击诱发”（shock-induced），即利用激光来轰击超薄铝片和二氧化硅粒子。

论文一作 Sichuang Xue 称：“我们发现，该技术可诱发宽度达到数十纳米的‘9R 相’形变”。第二项技术则是“磁控溅射”（magnetron sputter对活反应实验-热释放、烟雾的产生和质量损失速率第1部份 热释放速率（锥型量热计法）ISO5660⑴:2002ing）。

该工艺可以可将铁原子引入铝的晶体结构中，从而打造出迄今为止强度较高的铝合金材料。研究团队称，该工艺可以拓展至工业化生产的规模。

新技术有望在电子设备和车辆的耐腐蚀涂层领域得到应用。Xinghang Zhang 表示：“这些结果展示了如何制造强度比肩不锈钢的铝合金材料，该发现对商业有着很多的潜在影响”。