金屬玻璃

    這種新式金屬玻璃被稱為SAM2X5-630,擁有晶體結(jié)構(gòu),是用精鐵提煉而成的金屬玻璃,它可以被用于制造新式護(hù)甲,可以用于保護(hù)衛(wèi)星免受流星撞擊,也可以制作落地后無(wú)法摔碎的手機(jī).研究人員利用氣槍測(cè)試金屬玻璃強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)其硬度是不銹鋼的588倍,是用于建造身體護(hù)甲的碳化鎢陶瓷的2倍.

    金屬玻璃由于其極高的彈性模量、強(qiáng)度、硬度,良好的耐腐蝕性能等一系列優(yōu)異的力學(xué)、物理和化學(xué)性能,在國(guó)防、空天等領(lǐng)域顯示出了廣闊的應(yīng)用前景.以Vitreloy1 金屬玻璃為例,其斷裂強(qiáng)度約2 GPa,彈性極限達(dá)2%,斷裂韌性約55 MPa·m - 1 /2.但另一方面,金屬玻璃由于其長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu),無(wú)法通過(guò)位錯(cuò)萌生等方式產(chǎn)生塑性變形,導(dǎo)致室溫下拉伸延展性能較差.項(xiàng)目首席研究員安德烈·霍奇(Andrea Hodge)表示：在沖擊載荷條件下,這種新式材料的表現(xiàn)相當(dāng)好.我們能夠在高速情況下觀察到這種材料的彈性極限，這令我們深受鼓舞,同時(shí)可能給我們帶來(lái)更多的研究機(jī)會(huì)。

    美國(guó)南加州大學(xué)工程師維羅妮卡·伊萊亞森(Veronica Eliasson)表示,這種材料不同尋常的化學(xué)結(jié)構(gòu)令其如此堅(jiān)硬,同時(shí)又富有彈性.她說(shuō):"像玻璃那樣,它幾乎沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu),但你可以看到微小的結(jié)晶區(qū),我們還不知道為何大塊金屬玻璃中如此少的結(jié)晶區(qū)在沖擊載荷下會(huì)產(chǎn)生如此大的差異."

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    盡管這種新材料不夠透明,還無(wú)法被用于制造超硬的玻璃屏幕,但其可以被用于制造移動(dòng)設(shè)備的保護(hù)套,落地后可以反彈.舉例來(lái)說(shuō),利用這種材料代替iPhone等智能手機(jī)的鋁邊和后殼,可以令設(shè)備的抗摔性大大增強(qiáng).

    這種新材料是一種人工合成材料,又被稱為塊狀金屬玻璃.由于擁有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu),使得它具有超強(qiáng)硬度和彈性,大多數(shù)金屬和合金中的原子都是高度組織性的晶體結(jié)構(gòu),而玻璃中的原子晶體結(jié)構(gòu)卻比較隨機(jī).

    為了制造新式材料,研究人員需要將精鐵粉加熱到630攝氏度,然后將其快速冷卻.美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校的研究人員利用放電等離子燒結(jié)工藝制造金屬玻璃,將鐵精粉放入石墨模具中,然后在1000大氣壓強(qiáng)環(huán)境中通電分離.

責(zé)任編輯：周婭

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