2015年12月26日
由加州大学洛杉矶分校亨利·塞缪尔利工程与应用科学学院的研究人员领导的一个团队，创造了一种超高强度、超高模量或超高刚度重量比的轻质结构金属。欧洲杯线上买球这种新金属由镁和密集均匀分散的陶瓷碳化硅纳米颗粒组成。欧洲杯猜球平台它可以用来制造更轻的飞机、宇宙飞船和汽车，帮助提高燃料效率，以及移动电子设备和生物医学设备。
左边是变形的纯金属样品;右边是由镁和碳化硅纳米颗粒组成的坚固的新金属。欧洲杯猜球平台每个中心的微柱直径约4微米。资料来源:加州大学洛杉矶分校科学制造实验室
为了制造这种超强但轻质的金属，研究小组发现了一种在熔融金属中分散和稳定纳米颗粒的新方法。欧洲杯猜球平台他们还开发了一种可扩展的制造方法，为高性能轻质金属铺平了道路。这项研究今天发表在《自然》杂志上。
“It’s been proposed that nanoparticles could really enhance the strength of metals without damaging their plasticity, especially light metals like magnesium, but no groups have been able to disperse ceramic nanoparticles in molten metals until now,” said Xiaochun Li, the principal investigator on the research and Raytheon Chair in Manufacturing Engineering at UCLA. “With an infusion of physics and materials processing, our method paves a new way to enhance the performance of many different kinds of metals by evenly infusing dense nanoparticles to enhance the performance of metals to meet energy and sustainability challenges in today’s society.”
结构金属是承载金属;它们用于建筑物和车辆。镁，仅为三分之二的铝密度，是最轻的结构金属。碳化硅是一种常用于工业切割刀片的超硬陶瓷。研究人员用大于100纳米的大量碳化硅颗粒注入大量碳化硅颗粒的技术在高温下增加了显着的强度，刚度，可塑性和耐久性。欧洲杯猜球平台
研究人员的新型碳化硅填充镁显示了比强度(材料在断裂前能承受的重量)和比模量(材料的硬度与重量比)的创纪录水平。在高温下也表现出良好的稳定性。
陶瓷颗粒长期被认为欧洲杯猜球平台是使金属更强的潜在方法。然而，对于微尺寸陶瓷颗粒，输注过程导致可塑性损失。欧洲杯猜球平台
相比之下，纳米级颗粒可欧洲杯猜球平台以增强强度，同时保持甚至改善金属的可塑性。但由于小颗粒吸引另一种颗粒的趋势，纳米级陶瓷颗欧洲杯猜球平台粒倾向于聚集在一起而不是均匀地分散。
为了抵消这个问题，研究人员将颗粒分散到熔融的镁锌合金中。欧洲杯猜球平台新发现的纳米粒子分散体依赖于颗粒运动中的动能。欧洲杯猜球平台这稳定了颗粒的分散并防止块状。欧洲杯猜球平台
为了进一步提高新的金属的实力，研究人员使用一种称为高压扭转的技术来压缩它。
“到目前为止，我们所获得的结果只是揭开了这一具有革命性性质和功能的新型金属的宝藏的表面，”李说。
新的金属（更准确地称为金属纳米复合材料）是约14％的碳化硅纳米颗粒和86％的镁。欧洲杯猜球平台研究人员指出，镁是一种丰富的资源，扩大使用它不会引起环境损害。
这篇论文的第一作者是陈连益，他作为博士后学者在加州大学洛杉矶分校李博士的Scifacturing实验室进行了这项研究。陈现在是密苏里科技大学机械与航天工程的助理教授。欧洲杯线上买球
该论文的其他作者来自加州大学洛杉矶分校，包括材料科学与工程研究生徐佳全;欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球Marta Pozuelo，助理开发工程师;杨珍明，材料科学与工程教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
论文的其他作者是克莱姆森大学的Hongseok Choi;北卡罗莱纳州立大学的马晓龙(音译);明尼阿波利斯Hysitron公司的Sanjit Bhowmick;以及加州大学河滨分校的Suveen Mathaudhu。
这项研究的部分资金来自美国国家标准与技术研究所。
来源：http://www.ucla.edu/