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新材料超纳双相镁合金有望在3C硬件领域率先试水
2017-05-19 0:03:46   发布者:System

    资料显示,镁合金材料具有密度低、重量轻、易于加工等特点,一直是材料学的研究热点,并且被广泛应用于移动电话、平板及手提电脑等3C消费电子和汽车、航空等领域。

    吕坚介绍说,固态金属在常温下是以金属晶体的相态存在的。同种单质金属或合金比例不变的情况下,构成金属材料的微结构(如晶粒、孪晶等)形态、比例、大小等发生变化,都会显著影响金属材料的性质。

    科学家通过电子显微镜技术,发现随着构成金属材料的微结构尺寸不断减小,材料的强度和硬度、韧性等特性会发生变化。当单个晶粒的直径达到100纳米以下时,这些现象变得尤其明显。

    “我们研制的是两相结构单元都小于10纳米的合金膜结构,在具有超高强度的同时,变形能力较镁基金属玻璃高两倍。”吕坚说。

    此前,科学家一直希望进一步提升镁合金的强度和抗磨损能力,但由于在制备纳米金属晶体时存在一定的缺陷,从而导致整体材料强度很难达到理论值。

    吕坚团队在研发过程中,创造性地将纳米级镁-铜合金晶体嵌入到镁-铜-钇合金的非晶态金属外壳,制成了这种超高强度的镁基超纳双相-玻璃纳米晶材料,有效弥补了现有材料的不足。

    这种神奇的新型合金结构究竟有怎样的应用前景?

    吕坚表示,由于双相超纳材料的两相几何尺寸均小于10纳米,因而具有不同寻常的力学和物理学性能,在超高强度轻质结构的工业应用中存在巨大潜力,比如用于制作航空航天和自动化领域的高强度、轻量化零件。

    “这种新型合金结构有望在3C类硬件领域率先得到应用。而且制作这次新材料所采用的磁控溅射方法已十分成熟,可以应用于大规模材料制备。”吕坚认为,珠三角地区3C硬件生产企业众多,产业链完备,能够大大加速这一新材料科研成果的产业化进程。

    与此同时,镁基合金在生物医学领域也存在广阔应用前景。吕坚指出,新型合金材料可应用在生物降解植入物料中,病人可因此避免进行第二次手术以取出零件。

    此外,新材料还可制成涂层加在人体膝盖、臀部的人工关节上,提高关节的抗磨损和抗腐蚀能力,更可减低患者对人工关节金属敏感的风险。

作者:    来源:深圳新闻网

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