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新型金属合金的强度比结构钢高出 10 倍
钴铝纳米层压板打破了强度和柔韧性之间通常的权衡，其强度比结构钢高出 10 倍，而且不会变得危险的脆性。喷气发动机要求材料能够承受巨大的热量和力量，而不会弯曲、破裂或慢慢变形。然而，最强大的候选人往往有一个重大弱点：[...]
来源:SciTech日报钴铝纳米层压板打破了强度和柔韧性之间通常的权衡，其强度比结构钢高出 10 倍，而且不会变得危险的脆性。
喷气发动机要求材料能够承受巨大的热量和力量，而不会弯曲、破裂或慢慢变形。然而，最强大的候选者往往有一个重大弱点：它们太脆而无法安全变形。
普渡大学的工程师现已找到一种方法来克服钴铝 (CoAl) 的这种权衡，钴铝是一种金属间化合物，在高性能涡轮机中具有潜在用途。通过在纳米尺度上重新设计材料，研究人员创造了一种异常坚固但在室温下仍能发生大幅变形的 CoAl。
《科学进展》中报道的这一进展可能指向更广泛的战略，使众所周知的脆性金属间化合物在航空航天、能源和国防技术中更加实用。
为什么金属间化合物会断裂
金属间化合物包含两种或多种以高度有序的晶体结构排列的金属元素。这种原子顺序可以赋予它们显着的强度、高熔化温度和抗蠕变性，即材料长期处于应力下时发生的缓慢变形。
这些品质对于喷气发动机、燃气轮机、储能系统和汽车零部件非常有价值。然而，使金属间化合物坚固的相同有序结构也可以防止它们轻易变形。许多材料在力作用下不是弯曲，而是断裂，特别是在室温下。
CoAl 说明了这个问题。该化合物的强度足以用于要求苛刻的涡轮机部件，但其脆性使其难以制造成复杂的形状，并限制了其承受突然机械应力的能力。
工程有用的晶体缺陷
研究人员通过故意在材料中引入缺陷来解决这个问题。