普渡大學研制出強度與不銹鋼相當的新型鋁合金材料

美國普渡大學的研究人員通過在金屬的晶體結構中引入“斷層缺陷”，開發出一種新型鋁合金材料，其強度甚至可媲美不銹鋼。

據介紹，鋁合金作為一種輕量級材料已獲得了廣泛應用，但其強度不高，脆性大，限制了其應用的進一步擴展。從微觀層面上來講，金屬是由一層層重復堆疊起來的晶體原子組成的。當某一層缺失時，就會形成“堆垛層錯”；如果有兩個斷層，則被稱作“雙邊界”或“納米孿晶”；若達到了9層，就被稱作“9R相”。這些堆疊起來的斷層能夠提高材料的強度。因此，普渡大學的研究人員希望同時將“納米孿晶”和“9R相”兩種特性引入鋁合金材料結構中。但金屬有一個“高堆垛層錯能”，即材料會傾向于“自我糾錯”。研究人員采用沖擊誘發技術，利用激光來轟擊超薄鋁片和二氧化硅粒子，誘發了寬度達到數十納米的“9R相”。此外，研究人員采用磁控濺射技術，將鐵原子引入鋁的晶體結構中，從而制備出了迄今為止強度最高的鋁合金材料。

研究人員稱，該工藝可以拓展至工業化生產的規模，有望在電子設備和車輛的耐腐蝕涂層等領域得到應用。 (W.CB)