过渡金属碳化物可以创建更严格的韧性陶瓷用于航天器技术

欧洲杯足球竞彩材料科学家从加州大学洛杉矶分校亨利·萨姆厄工程和应用科学学院欧洲杯线上买球发现新方法生产高度强陶瓷与特殊的硬度等性能,能承受高温和耐腐蚀性能优于金属,而且还具有韧性的能力即变形或削弱没有压裂,陶瓷,可以弯曲,但不要碰碎。

科学家们选择使用的化合物称为过渡金属碳化物的原子通过化学键连接在一起称为离子,金属和共价。科学家们认为,这三个债券提供这些材料的韧性。欧洲杯足球竞彩为了证明这一理论,他们进行了压缩试验在透射电子显微镜在两个过渡金属碳化物的单晶,碳化钽和碳化锆。在室温下这些晶体变形但没有裂纹。这说明晶体的大小和方向是材料的力学行为的关键。欧洲杯足球竞彩

超高温陶瓷非常不错在航空航天等行业持久的结构组件必须在更高的温度下保持其强度和稳定性。过渡金属碳化物对这些应用程序的吸引力,因为它们非常困难,没有融化,直到他们达到很高的温度。

研发者之一Suneel Kodambaka表示材料科学和工程学副教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

测量材料的抗机械压力主要是由材料科学家称为“硬度”,和这个属性可以确定单位称为帕斯卡。欧洲杯足球竞彩过渡金属碳化物硬度高于20 gpa对1-2GPa虽然钢。同样,过渡金属碳化物融化在6300°F以上钢铁融化在2700°F。

尽管有这些良好的品质,这些陶瓷更比钢在室温脆性。我们的研究表明晶体滑移,一个量子过程控制延展性,在室温下。这些结果可以帮助工程师陶瓷的微观结构组件来定制他们的机械性能。

Kodambaka

目前,在结构应用,如核电站、机械,如飞机发动机和涡轮机,使用高强度金属合金而不是陶瓷。然而,利用韧性陶瓷将大大提高组件的性能和耐久性。

加州大学洛杉矶分校研究人员认为,这些新颖的陶瓷能找到使用甚至在灵活、强大和防辐射的太阳帆箔,用于推力航天器,在微小机械零件如微和nano-electromechanical单位。

因此,加州大学洛杉矶分校研究验证的韧性陶瓷使用过渡金属碳化物,甚至过渡金属氮化物,具有类似的结构。展望未来,还需要更多的研究来分析量子机制如何影响这些材料的可塑性。欧洲杯足球竞彩

这项研究是作为一个邀请专题文章发表在《美国陶瓷协会杂志》上。论文的第一作者是莎拉Kiani,他获得了加州大学洛杉矶分校的博士学位而学习Jenn-Ming杨,材料科学与工程教授,加州大学洛杉矶分校工程国际项目和在线课程的副院长。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

这项研究是由航空航天材料极端环境部门,美国空军科学研究办公室的一部分。欧洲杯足球竞彩

引用

• 加州大学洛欧洲杯足球竞彩杉矶分校材料科学家采取强硬的韧性陶瓷大一步