更强的合金混合铂首饰

使用高科技但低成本的技术约翰霍普金斯大学本科生测试了四种金属合金的微小样本,以找到用于铂金首饰的最佳混合物。在评估了四种金属混合物后,学生研究员Christopher Kovalchick确定,在冷轧和热处理过程中,铂与少量铬结合显示出最大的强度。

这一发现很重要,因为纯铂金太软,不能用于制作耐用的首饰。然而,许多国家规定铂金首饰必须含有至少95%的铂金重量。只有5%的铂金可以使用,珠宝商正在寻找最好的铂金混合物,以生产坚固耐用的产品。这些合金的力学性能,如硬度和弹性,也可以通过热处理和冷轧技术来改变。

科瓦尔奇克的测试方法是由他的导师首创的,它帮助他降低了成本,因为它使用超薄的样本,每一个都比孩子的拇指指甲还小,而不是传统测试中需要的大而昂贵的样本块。这位工程力学专业的学生估计,在他的测试中使用的每个铂合金微样本的成本为200美元。这名学生说,传统的铂金测试样品长约10英寸,宽1英寸,厚半英寸,成本近5万美元。

“这是一项非常有用的技术,”科瓦尔奇克说。“它更便宜,但我们从微样本中学到的东西也适用于更大量的材料。”

最近,在俄勒冈州波特兰市举行的实验力学学会年度会议上,他关于铂金测试的报告赢得了学生竞赛的第一名。要求他与17名研究生竞争。

他的项目始于2004年3月,当时科瓦尔奇克请求小威廉·n·夏普(William N. Sharpe Jr.)资助他申请大学提供的本科生研究经费。夏普是该大学的阿朗佐·g·德克尔机械工程教授,是国际公认的微型样品测试的领导者。这位教授提议与南非开普敦大学材料工程中心合作,那里的研究人员想要一个独立的实验室来测试铂合金。欧洲杯足球竞彩南非是铂金的主要来源国,铂金首饰行业也在不断发展。

开普敦的研究人员在夏普的监督下,将四种合金的32个样本送到科瓦尔奇克那里进行测试。每个样本只有200到400微米厚,大约是人类头发厚度的三到四倍。为了测试,每个饼干的形状都像一个很小的狗饼干,大约3厘米长。

每个微样本被小心地放在两个把手之间。一个马达拉在一端,一个叫做50磅测压元件的装置测量样品在断裂前所承受的力。研究人员还测量了金属的应变,即不断裂拉伸的能力。这是由夏普发明的一种叫做干涉应变/位移计的技术完成的。在这种方法中,激光对准金属试样上的两个小凹痕。光线从凹槽中反射,产生随着金属拉伸而变化的图案。这些变化被光传感器捕捉到,为研究人员提供了测量应变特性的数据。

科瓦尔奇克测试了四种合金:含5%铜的冷轧铂混合物;含3.2%铬的冷轧铂混合物;3.2%的铂铬混合料,冷轧后加热至300摄氏度,加热3小时;以及3.2%的铂铬混合物,在800摄氏度下加热6小时再结晶。

学生研究人员确定,在这些合金中,经过冷轧和三个小时加热的铂铬混合物显示出最大的强度。再结晶合金最弱。他的详细发现将提交给南非的研究人员,预计将成为一篇科学期刊文章的重点。

“因为每个微观标本都有一点不同,所以这个项目比我们预想的更复杂、更复杂,”科瓦尔奇克的导师夏普说。“但是克里斯完成了工作,他在学生比赛的评委面前做了一个很好的陈述。”

科瓦尔奇克说,他准备得很充分,因为在科学会议前的一次会议上,夏普和约翰·霍普金斯大学的其他工程学教授向他提出了很多问题。欧洲杯线上买球“这是一次很棒的学习经历,”这位学生说。这正是霍普金斯大学引以为豪的——给本科生一个做研究的机会。这对我上研究生会有帮助。”

他的项目得到了约翰霍普金斯大学的教务长本科生研究奖的支持。

除了他的工程研究,科瓦尔奇克正在约翰霍普金斯大学的皮博迪音乐学院攻读小提琴演奏的第二个学位。在大一和大二的时候,他是皮博迪交响乐团的首席小提琴手。他目前是皮博迪交响乐团的校长。

http://www.jhu.edu/

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