新开发的纳米晶体材料表现出惊人的活性欧洲杯足球竞彩

约翰·霍普金斯大学的研究人员发现,在适当的条件下,新开发的纳米晶体材料在被称为纳米晶体的几何原子簇之间的微小空间中显示出惊人的活性。欧洲杯足球竞彩

机械工程师凯文·海姆克(Kevin Hemker)坐在代表原子如何在材料中的单个颗粒中填充的模型之间,他拿着一个硅晶片,在硅晶片上沉积了纳米晶铝薄膜样品。

这一发现非常重要,因为这些纳米材料在微器件和集成电路的制造中越来越普遍。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球原子领域的运动可以影响这些未来材料的机械性能,使它们更灵活,更不脆弱,并可能改变材料的寿命。欧洲杯足球竞彩

“随着我们制造越来越小的设备,我们一直在使用更多的纳米晶体材料,这些材料的晶体更小——材料科学家称之为颗粒——而且被认为更强,”欧洲杯足球竞彩约翰霍普金斯大学惠廷工程学院机械工程教授兼主席、《科学》杂志那篇文章的资深作者凯文·海姆克说。欧洲杯线上买球“但与传统材料相比,我们必须更多地了解这些新型金属和陶瓷组件的性能。欧洲杯足球竞彩我们如何预测它们的可靠性?这些材料在受到应力时是如何变形的欧洲杯足球竞彩?”

该实验由一位前本科生研究助理进行,并在海姆克的监督下进行,重点是在被称为晶界的区域发生的情况。颗粒或微晶是按有序的三维模式排列的微小原子簇。具有不同几何取向的两个晶粒之间的不规则空间或界面称为晶界。晶界有助于提高材料的强度,帮助它抵抗塑性变形,即形状的永久改变。纳米材料欧洲杯足球竞彩被认为比传统的金属和陶瓷更强,因为它们拥有更小的晶粒,因此有更多的晶粒边界。

大多数科学家被告知,这些晶界不会移动,这一特性有助于材料抵抗变形。但是当Hemker和他的同事在纳米晶体铝薄膜上进行实验时,施加一种叫做剪应力的力,他们发现了一个意想不到的结果。“我们看到晶粒变大了,这只有在边界移动的情况下才会发生,”他说,“我们观察到的最令人惊讶的部分是,正是剪切应力导致了边界的移动。”

“最初的观点是,”海姆克说,“这些边界就像房子内部的墙壁。他们创造的墙壁和房间大小不变;唯一的活动是人们在房间里走动。但我们的实验表明,在这些纳米材料中,当你施加某种特定类型的力时,房间的大小确实会改变,因为欧洲杯足球竞彩墙壁实际上会移动。”

这一发现对那些使用薄膜和其他纳米材料来制造集成电路和微电子机械系统(通常称为MEMS)的人具有启示意义。欧洲杯足球竞彩Hemker和他的同事展示的边界移动意味着这些产品中使用的纳米材料可能具有更高的可塑性,更高的可靠性和更低的脆性,但也降低了强度。欧洲杯足球竞彩

“随着我们朝着更小尺寸的方向发展,我们需要考虑原子水平上的活动如何影响材料的机械性能,”海姆克说。“这些知识可以帮助微型设备制造商决定其组件的合适尺寸,并有助于更好地预测其产品的使用寿命。”

来源:http://www.jhu.edu/

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