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中國科學院制備納米孔彌散強化金:輕質高強度新材料,成果登《科學》

2024/8/9 18:07:12 來源:IT之家 作者:沛霖(實習) 責編:沛霖

IT之家 8 月 9 日消息,中國科學院研究團隊以金為模型材料研究發(fā)現(xiàn),添加彌散納米孔可在不損失、甚至提高塑性的同時,降低材料密度并大幅提升其強度,相關研究成果發(fā)表在《科學》(Science)上。

▲ 納米孔彌散強化金(NVD Au):(a)樣品實物圖;(b)典型掃描電鏡照片;(c)透射電鏡照片;(d)三維重構圖顯示納米孔的空間分布

團隊通過脫合金腐蝕法制備出結構均勻的納米多孔金,將其適當壓縮并加熱退火,形成含有大量彌散分布納米孔的新材料。微拉伸實驗發(fā)現(xiàn),添加體積分數(shù)高達 5%~10% 的納米孔后,材料屈服強度提升 50%~100%,且保持良好的塑性,部分樣品塑性甚至優(yōu)于同等晶粒尺寸的完全致密材料。

彌散分布納米孔有助于減輕孔洞周圍應力和應變集中,抑制裂紋的萌生。該材料巨大比表面積促進表面 — 位錯間交互作用,進而提高強度的同時也提高應變硬化率,且后者有助于提高塑性。

▲ 納米孔彌散強化金(NVD Au)的力學行為:(a)不同孔徑 NVD Au 以及全致密參比樣品的拉伸曲線;(b)兩種樣品均勻延伸率隨屈服強度的變化;(c)屈服強度和(d)均勻延伸率隨孔徑的變化規(guī)律

研究表明,特征尺寸低于百納米的孔洞具有類似于納米顆?;蚣{米析出相的強化效應,是一種“零質量、零污染”的新型納米強化相。這一強化方式有助于材料輕量化和回收再利用,可更大限度保留本體材料導熱導電等優(yōu)異物理性能。

IT之家附論文鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7579

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關鍵詞:納米,中科院,

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