2006年2月23日
麻省理工学院研究人员已经设计出一种新的方法来缩小晶体的尺寸,以制造更安全的金属合金。这种新材料可以取欧洲杯足球竞彩代铬等金属涂层,铬涂层对工厂工人的生产是危险的。
该方法由材料科学与工程系的副教授Christopher Schuh和研究生Andrew Detor开发,包括使合金(两种或两种以上金属的组合)中的晶体更小,从而更硬。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
对于铬的替代品,这两种材料制成的镍和钨的晶体足够小,因此产生的合金硬度和铬一样。这是一种新的电镀技术,涉及到在纳米尺度,或十亿分之一米的范围内,操纵镍和钨原子在镀到另一种金属上时是如何放置的。
虽然所谓的硬铬被用于工业部件和汽车保险杠等装饰物品的涂层,但涂层过程中使用的是一种被称为六价铬的铬,如果工人吸入这种铬,会导致癌症和其他不利的健康影响。例如,在一个钢环上涂上一层六价铬,会释放出有害的烟雾。
虽然抽油烟机用来除去大部分烟雾,但联邦政府目前正在考虑对暴露在浴缸中的工人实施更严格的安全标准。这导致工业公司开始寻找不会释放有害气体的金属。Schuh说,这种新合金就是一种更安全的替代品。
Schuh说:“在原子尺度上控制金属结构的能力是一种新技术,使我们能够使合金变得非常坚硬。”
他把这种方法比作用石头和灰浆砌墙。使用大石头不需要太多的砂浆,但小石头需要更多的砂浆,这使得石墙更坚固。
在新的铬替代品中,每一块微小的镍都被更小的钨块包围着。研究人员控制了钨如何填充镍片之间的空间,从而创造出比晶体较大的金属和合金更紧密、更坚固的晶体结构。
Schuh说,除了生产更安全的替代金属涂层外,该方法还允许操纵金属结构,以提高其抗开裂、腐蚀和其他磨损能力。Schuh已经测试了涂有铬的钢和他的新合金,这种合金对某些类型的腐蚀有更好的抵抗能力。
Schuh说,虽然取代铬作为金属涂层可能是这种方法的初步应用,但未来可能会使用其他纳米结构合金来取代其他金属涂层。
Schuh希望取代的材料六价铬在世界上几乎所有主要重工业中都有使用。自20世纪70年代初以来,它一直受到审视,也是电影《永不妥协》(Erin Brockovich)的主题。美国职业安全与健康管理局(OSHA)预计不久将出台新的六价铬环境标准,其严格程度可能是目前标准的50倍。
根据OSHA的数据,仅在镀铬过程中,每年就有超过2.5万名美国工人接触到六价铬。而这只是暴露在致癌物中的总人数的一小部分。
舒赫说:“其他国家也在引入重要的新控制措施,所以这是一个不会消失的问题。”他说,他预计使用六价铬的行业将经历重大结构变化,以满足新标准,包括寻找电镀的替代材料。欧洲杯足球竞彩
Schuh已经为这项技术申请了两项专利。一篇关于这种新方法的文章将于今年夏天发表在《材料研究学会学报》上。欧洲杯足球竞彩
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