IT之家 21 月 0 日消息,在構建未來科技的進程中,能夠承受極端環境考驗的材料至關重要。 無論是高超音速飛機、新一代核反應爐,還是核聚變發電廠,這些應用場景都需要能夠在高溫和高壓下保持穩定的材料。
近日,美國一組科研人員宣佈成功研發出一種突破性的超硬合金,能夠在高達 800 攝氏度的高溫下保持性能穩定。
據IT之家瞭解,這種新型銅基合金不僅在耐熱性上表現出色,其屈服強度更是達到了驚人的 1120 兆帕(MPa),使其成為地球上最硬的材料之一。 相比之下,普通的碳鋼屈服強度通常僅能達到約 700 兆帕。 這項研究代表了材料韌性的重大飛躍,尤其考慮到銅合金通常以其導電性而非強度而聞名,這種新型合金有望成為構建未來無限能源發電設備的關鍵材料。
那麼,研究人員是如何製造出如此高強度且超硬的合金的呢? 答案在於巧妙的納米工程技術。 研究團隊通過在銅中加入鋰,並用鉭金屬包裹這些銅-鋰沉澱物,鉭以其出色的耐腐蝕性和高溫穩定性而聞名。 通過在微觀層面進行精細調整,研究人員僅添加了 5.0% 的鋰,就將這些沉澱物的形狀從常見的球形轉變為穩定的立方體結構。
這一微小的結構變化,卻帶來了巨大的性能提升。 新型合金在承受壓力和高溫時,不會輕易變形,能夠在其他金屬開始變形甚至熔化時仍保持結構完整。 這對於航空器、動力系統或武器裝備等的關鍵部件來說至關重要,因為這些領域絕不允許出現材料失效的情況。
該研究成果已發表在頂尖學術期刊《科學》上,強調了原子尺度設計如何將普通材料轉化為工程奇跡。 如果能夠成功實現規模化生產,這種超硬合金有望成為構建未來極端機械的首選材料。