过渡电子显微镜图像 新的tungsten-tium合金结构 后接触高温 1100摄氏度一周图像显示合金保留纳米晶体结构 即使在热处理后感想:图片由Chookajorn et al提供,
新出版研究论文麻省理工学院科学家描述方法 识别并构造纳米晶合金 满足操作需求
多数金属-从用来搭建桥梁和摩天大楼的钢到用来组成微芯片线的铜和金-由晶体组成:有序数组组成完全重复模式在许多情况下,包括上文例子在内,材料由小晶体密合组成,而不是大晶体水晶越小越多性能大,但这种材料往往不稳定:水晶受热或应力影响时会变大
麻省理工学院研究者找到了避免问题的方法设计并制作组成极小粒子的合金-即纳米晶体-仅几亿分之几即使在高热面前,这些合金保留纳米晶体结构此类材料对高强度结构材料和其他潜在用途大有希望
新发现,包括识别可形成纳米晶体结构的具体合金的理论基础和关于实际制造和测试一种此类材料的细节,均见8月24日发表的论文科学类.
TongjaiChookajorn(白布)和HeatherMurdoch(蓝礼服)正与 Christopher Schuh合作发现新纳米晶体合金,这些合金保护粒状结构在强热条件下他们是科学论文主编 设计制作新稳定纳米晶合金 并有超常强度和其他特性感想:照片由Dominick Reuter提供
研究生TongjaiChookajorn材料科学工程系指导设计并合成新类单片合金并稳定纳米晶体结构DMSE同业研究生Heather Murdoch想出理论方法 寻找合适的金属组合 和每种比例生成稳定合金Chookajorn成功合成材料并证明它确实具有Murdoch理论预测的稳定性和属性同他们的顾问Christopher Schuh、Danae和Vasilis SalapatasMetellurgy教授和DMSE系主管一起撰写论文
数十年来, 研究人员和金属产业 都试图创建合金 并用越小晶粒Schuh说自然并不喜欢这样做自然常发现低能状态 大晶体通常能量较低
寻找配对并有可能形成稳定的纳米晶体,Murdoch研究多项金属组合,这些金属并非自然并发,实验室中也未产生传统冶金法设计合金而不考虑粒子边界,Schuh解释, 而是专注于不同金属是否可以混合粒子边界对创建稳定纳米晶体至关紧要默多克想出一种方法 将这些粒子边界条件 整合进团队计算
何必费心设计这种素材研究者说,因为它们有其他传统金属和合金不相容的属性。举例说,麻省理工学院研究人员在本研究中开发测试的tungsten合金和ti研究者强调,这种基础研究可能导致各种潜在用途舒赫表示:「这是个案例研究,
团队表示,使用这些方法设计的其他纳米晶素可具有更多重要特性,如异常抗腐蚀微小晶粒稳定化的材料 几乎无限数组合和比例 数十个金属元素 几乎不可能通过试误Murdoch表示:「我们可以计算数以百计合金,
设计纳米晶合金的密钥是Schuh表示, 而不是通过材料统一分布经典冶金理论预期不会发生这种材料选择性安排
东洋合成材料Chookajorn共20纳米,全周稳定,温度为1 100度摄氏度温度与处理技术相匹配,例如插接式处理法,粉状材料打包成模并加热产生固态形状表示合金很容易成为各种应用的实用素材 研究人员表示,高强度和抗撞击很重要
Julia Weertman教授,材料科学和工程学西北大学并补充道, “Schu和他的学生使用热动学考量推导出一种选择合金方法,在高温下保持稳定 。.本研究开通使用微结构稳定纳米晶合金高温应用,如飞机引擎或发电
参考文献:Julia R的Jiocrystal合金保留纳诺能防止纳诺晶金属的粒子生长,维特曼2012年8月24日科学类.
DOI:101126/science.1226724
工作由美国出资陆军研究局
位居优先评论内核内核合金满足运维