中俄科学家研发出极寒条件下保持机械性能的新型复合材料
AI导读:
中俄科学家合作研发出一种在-150℃下仍能保持机械性能的新型复合化合物,该材料易于获取且易于加工,未来在航天、低温工业和极地领域有广阔应用前景。
俄罗斯国家研究型技术大学携手中国矿业大学(北京)的科研团队,在极端寒冷环境(-150℃)下取得了材料科学的重大突破,成功研发出一种新型复合化合物,该材料在此极端条件下仍能保持卓越的机械性能。
科研团队基于金属与金属玻璃化合物的创新结合,设计并制造出一种独特的层状复合材料。这种新型材料在极低温度下展现出非凡的韧性,能够有效避免脆性断裂的发生。
该材料在受到外力冲击时,不会像传统材料那样碎裂成无数碎片,这得益于其晶态与非晶态金属合金边界上的特殊瞬变机制。当边界出现裂纹时,裂纹尖端前的原子会发生跃迁,导致局部迅速升温。这种升温使得金属更具可塑性,从而改变了其断裂特性,有效抑制了裂纹的进一步扩展,确保了材料在低温下的强度。
这种以晶态金属和金属玻璃为基础的复合材料不仅原料易得,而且加工简便,其制造技术基于传统焊接工艺。研究团队通过理论和实验,确定了在成分间良好“关联”的条件下,金属玻璃不发生结晶的有效温度范围。
展望未来,科研团队计划进一步优化这种复合材料的制造工艺,并调整其成分,以期在低温环境下提升材料的机械强度和抗辐射性能。
这项创新成果有望为制造在低温或超低温条件下运行的机器部件和结构提供新方案,特别是在航天、低温工业和极地探索等领域,其应用前景极为广阔。
(文章来源:科技日报)
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