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霍爾·佩奇(Hall-Petch)效應(yīng)是70多年來(lái)材料科學(xué)的標(biāo)志性學(xué)說(shuō),這一理論認(rèn)為隨著金屬晶粒變小,材料本身也會(huì)變得更堅(jiān)固,但是有一個(gè)限制:當(dāng)晶粒變得太。◣准{米寬)時(shí),它們的邊界變得不穩(wěn)定,材料會(huì)再次軟化。
研究人員設(shè)法創(chuàng)造出了一種被稱(chēng)為“納米晶孿生金屬”的材質(zhì),從而突破了這一極限。由于銅原子比銀原子稍小,它們傾向于掉入并填補(bǔ)晶粒邊界的缺陷中。這樣可以防止缺陷帶來(lái)的移動(dòng),最終導(dǎo)致材料軟化。同時(shí),銅不會(huì)妨礙電子穿過(guò)銀,從而保持了導(dǎo)電性。
突破霍爾·佩奇極限:世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)
銀金屬導(dǎo)電性極佳,但性質(zhì)較為柔軟且強(qiáng)度較低,在利用它來(lái)作為導(dǎo)電金屬時(shí),經(jīng)常需要在強(qiáng)度和導(dǎo)電性之間進(jìn)行權(quán)衡,但是新型材料可能會(huì)改變這種情況。一組研究人員設(shè)法利用缺陷使銀比平時(shí)堅(jiān)固得多,同時(shí)仍保持相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性,這一發(fā)現(xiàn)突破了幾十年來(lái)的理論極限。
這種銀晶粒的原子結(jié)構(gòu)模型中充滿了銅雜質(zhì)(綠色),使它們自身的缺陷被填補(bǔ) 缺陷是金屬不可避免的一部分,諸如脆弱性或者在時(shí)間的作用下老化等問(wèn)題很常見(jiàn),而解決的方法通常是將不同的金屬組合成合金,有助于克服其中的一些問(wèn)題,但對(duì)于導(dǎo)電金屬而言,這通常這是以犧牲導(dǎo)電性為代價(jià)的,尋求兩全其美是本研究的目的。 該研究的合著者莫里斯·王(Morris Wang)說(shuō):“我們問(wèn)自己,如何才能制造出有缺陷的材料,而又要克服軟化問(wèn)題,同時(shí)又保持導(dǎo)電性呢?”解決方案聽(tīng)起來(lái)非常簡(jiǎn)單:他們將微量的銅混入了銀中。最終的強(qiáng)度比先前最強(qiáng)的白銀強(qiáng)42%,同時(shí)仍具有導(dǎo)電性。但是,這種新合金最令人印象深刻的是,它超過(guò)了所謂的“霍爾·佩奇極限”。 霍爾·佩奇(Hall-Petch)效應(yīng)是70多年來(lái)材料科學(xué)的標(biāo)志性學(xué)說(shuō),這一理論認(rèn)為隨著金屬晶粒變小,材料本身也會(huì)變得更堅(jiān)固,但是有一個(gè)限制:當(dāng)晶粒變得太小(幾納米寬)時(shí),它們的邊界變得不穩(wěn)定,材料會(huì)再次軟化。 研究人員設(shè)法創(chuàng)造出了一種被稱(chēng)為“納米晶孿生金屬”的材質(zhì),從而突破了這一極限。由于銅原子比銀原子稍小,它們傾向于掉入并填補(bǔ)晶粒邊界的缺陷中。這樣可以防止缺陷帶來(lái)的移動(dòng),最終導(dǎo)致材料軟化。同時(shí),銅不會(huì)妨礙電子穿過(guò)銀,從而保持了導(dǎo)電性。 研究小組表示,這種方法可以應(yīng)用于除銀以外的許多其他金屬。該技術(shù)最終可用于制造更高效的太陽(yáng)能電池板,更輕的飛機(jī)或更安全的核電站。 該研究的第一作者弗雷德里克·桑索斯(Frederic Sansoz)說(shuō):“這是一類(lèi)新的材料,我們才剛剛開(kāi)始了解它們是如何工作的! |
最新評(píng)論
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木子示羊 2019-10-04 09:04
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tomryo 2019-10-04 09:28Re:突破霍爾·佩奇極限:世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)
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stoutman 2019-10-04 09:33這是一類(lèi)新的材料,我們才剛剛開(kāi)始了解它們是如何工作的。
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wangjin001x 2019-10-04 12:50突破霍爾·佩奇極限:世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)
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fiberlaser 2019-10-04 17:04不明覺(jué)厲。
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星空38 2019-10-04 19:07
突破霍爾·佩奇極限:世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)
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蠊蠊 2019-10-04 19:51該技術(shù)最終可用于制造更高效的太陽(yáng)能電池板,更輕的飛機(jī)或更安全的核電站。
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hit遠(yuǎn)方 2019-10-04 21:36厲害。。。。
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巧克力 2019-10-04 22:16突破極限+1
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mam07 2019-10-04 23:33真厲害