金屬玻璃? 鎳鈦合金打造堅固彈性材料
【化工儀器網 行業百態】形狀記憶合金是金屬堅固由兩種或兩種以上的金屬元素組成,能夠在溫度和應力作用下發生相變,玻璃從而具有形狀記憶效應和超彈性等特性的鎳鈦特殊合金。也正因這一特質,合金其被廣泛用于航空航天、打造彈性生物醫療、材料機械電子等領域,金屬堅固直至今日仍是玻璃材料學的重要研究方向。
鎳鈦基形狀記憶合金(Ni-Ti SMA)是鎳鈦形狀記憶合金家族中重要的一員。其具有抗疲勞性、合金低應力水平下的打造彈性循環穩定性以及出色的生物相容性,因此能夠適應許多的材料場景,是金屬堅固目前應用最廣泛的形狀記憶合金之一。
但即便如此,玻璃Ni-Ti SMA依舊存在著一些小問題,鎳鈦例如大部分時候無法兼顧較強彈性和堅固性,而這個問題也正是科學家目前正著眼于解決的。
而就在最近,日本國立材料科學研究所研究人員似乎在這一問題上有所突破,開發出來一種能夠將Ni-Ti SMA加工成超堅固彈性材料的新工藝。據稱,加工后的材料堅固程度與鋼相當,延展性卻是鋼的20倍。
事實上,此前也曾有過類似的工藝,但是研制出的兼顧較強彈性和堅固性的Ni-Ti SMA,都只能在特定溫度下發揮特性,適用面窄。這次新工藝則可以將適用溫度保持在-80℃—80℃,因此具備更為理想的利用價值。
據悉,新工藝共三步。首先是讓樣品嚴重變形,使其伸長50%;之后對其進行短暫加熱,讓其溫度達到300℃;最后再次拉伸,使其延長12%。三步之后,新材料能耐受18000倍大氣壓力,并且保留了Ni-Ti SMA的彈性優勢。
此外根據介紹,這種記憶合金還是一種特殊的玻璃,并且不會和普通玻璃那樣易碎。而其延展變形特質以及出色的物理特性,也賦予了其作為新型空氣動力學材料的可能。
相信隨著科技的不斷發展,針對這種新材料的研究和應用將不斷深入。同時,制備工藝的不斷改進也會促使其成本降低。說不定未來某天,它就會出現在我們的生活中。此外,也相信其他形狀記憶合金在研究的不斷推進中也會收獲新突破,逐漸發展成改變我們生活的新技術。
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