所有金屬都具有最終影響其強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)缺陷-金屬中的缺陷越多,則其越軟或越脆讹堤。為了解決這個(gè)問題辛孵,科學(xué)家正在創(chuàng)造新的金屬合金。該方法允許獲得更耐用的金屬化合物队塘,但同時(shí)導(dǎo)致其導(dǎo)電性的損失袁梗。從而限制了在各種任務(wù)中使用新合金的可能性。美國(guó)科學(xué)家的最新發(fā)現(xiàn)為這一問題提供了解決方案憔古。
該發(fā)現(xiàn)的作者是佛蒙特大學(xué)的研究人員遮怜,他們開發(fā)了一種生產(chǎn)新合金的機(jī)制,該機(jī)制可使金屬堅(jiān)固得多鸿市,但同時(shí)又保持其導(dǎo)電性锯梁。
如何制造耐用且導(dǎo)電的金屬
解決問題的方法非常簡(jiǎn)單。例如焰情,在納米級(jí)陌凳,科學(xué)家將痕量(換句話說,非常微不足道)的銅與銀混合在一起内舟,因此能夠獲得最耐用的銀合金-它比當(dāng)今存在的任何銀合金強(qiáng)42%合敦。但這不是最重要的事情。最主要的是验游,變得更堅(jiān)硬的銀并沒有失去其導(dǎo)電性能充岛。回想一下耕蝉,銀本身在金屬中具有最高的電導(dǎo)率崔梗。
由于采用了新的生產(chǎn)方法,科學(xué)家們得以克服了霍爾-佩奇(Hall-Petch)的所謂理論極限垒在,該極限已維持了70多年蒜魄。它也被稱為霍爾-帕奇法則。根據(jù)該極限,金屬的晶粒(顆粒)越小谈为,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)越牢固旅挤。但是,有一些限制峦阁。當(dāng)金屬晶粒變得太星濉(幾納米大小)時(shí)榔昔,這些晶粒的邊界變得不穩(wěn)定驹闰,開始移動(dòng)并變形,從而導(dǎo)致金屬再次“軟化”撒会。
科學(xué)家已經(jīng)能夠通過創(chuàng)造出所謂的“納米晶納米金屬”來克服這一限制嘹朗。由于銅原子的尺寸略小于銀原子,因此它們能夠穿透銀晶界的結(jié)構(gòu)缺陷诵肛。這樣可以防止結(jié)構(gòu)缺陷移動(dòng)屹培,使金屬更堅(jiān)固。同時(shí)怔檩,銅粒子不會(huì)對(duì)電子通過銀的移動(dòng)造成任何問題褪秀,從而使金屬保持其導(dǎo)電性。
這是一類新的材料薛训,我們才剛剛開始了解它們的工作原理媒吗,”弗雷德里克·桑佐斯(Frederic Sanzos)說道。
研究人員認(rèn)為乙埃,一種新的合金生產(chǎn)方法不僅可以應(yīng)用于銀闸英,而且可以應(yīng)用于其他金屬。至于使用范圍介袜,新方法有一天可以被有效地應(yīng)用甫何,例如,用于生產(chǎn)更高效的太陽能電池板遇伞,更輕的飛機(jī)機(jī)身辙喂,甚至用于建造更可靠的核電站。似乎這些并不是唯一的用例鸠珠。