主要观点总结
本文介绍了中科院金属所金海军教授等人关于在金属中引入分散纳米孔强化材料的研究。研究发现,通过腐蚀、压缩和热退火等加工过程,将纳米孔隙引入纯金中,可以在减轻重量的同时增加材料的强度和延展性。这一成果为开发新型轻质、高性能材料提供了一种廉价、环保的方法。相关研究成果发表在最新Science期刊上。
关键观点总结
关键观点1: 轻质和坚固材料的需求增长
现代工业对轻质和坚固材料的需求稳步增长,降低结构材料的重量可以显著提高能源效率,减少排放。
关键观点2: 纳米孔隙在材料强化中的应用
金教授等人发现当金属中的孔隙收缩到亚微米或纳米尺度时,分散的纳米孔可以增加材料的强度和延展性。他们通过一系列加工过程将纳米孔隙引入纯金中。
关键观点3: 研究成果与科学启迪
该研究提供了一种开发新型轻质、高性能材料的廉价、环保方法。除了纯金,这种强化策略也可适用于其他金属和工程合金。研究还提到了通过改进孔隙大小、形状和分布,以及通过表面修饰和结构异质性改善材料性能的可能性。
关键观点4: 研究成果发表
相关研究成果以“Strengthening gold with dispersed nanovoids”为题发表在最新Science期刊上,文章来源为科学网。
文章预览
现代工业的几乎所有领域,对轻质和坚固材料的需求都在稳步增长。即使只是将结构材料的重量降低几个百分点,例如,在钢中加入铝或在铝合金中加入锂等轻质元素,都可以显著提高能源效率,减少运输应用中的排放。 引入孔隙可能是实现轻量化最有效和最广泛适用的方法 。 然而,孔隙通常被认为制造过程中需要消除的缺陷,其存在会使材料的强度和延展性严重恶化。值得注意的是,与晶界等其他界面类似,孔隙表面也可以与位错发生弹性相互作用,足够小的孔隙能够引起额外强化。因此,长期以来人们一直设想可以通过引入纳米级孔隙来增强材料,类似于沉淀硬化或纳米颗粒硬化。 然而,合成具有均匀分散纳米孔隙的材料面临很大挑战。 例如辐射可以产生诱发大量缺陷,包括纳米空洞或纳米气泡,使材料硬化但同时也会严重脆化材料,因
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