
“金属疲劳”会导致金属材料变形甚至破裂。 如果地面上的机器、物品、车辆出现“金属疲劳”,问题不大钢材属于金属材料么,甚至不会造成太大的财产损失。 最坏的情况下,我们将更换疲劳的部件。 没关系,但如果飞机在飞行时遭受“金属疲劳”,那就不行了。

飞机“金属疲劳”的发生,暴露了航空材料的弱点。 它们硬度不够,延展性和韧性不足。 如何解决“金属疲劳”问题,成为了一个无法解决的“航空难题”。 我们什么时候才能找到更硬的材料? 替代材料怎么样? 大家都很期待。
但现在他们终于找到了。 研究人员发现了历史上最硬的合金材料。 其韧性是最硬合金钢的五倍以上。 如果这种超强合金材料用在飞机上,即使飞机报废,也会报废。 不会出现“金属疲劳”问题。

美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lab)和橡树岭国家实验室的研究人员在研究铬、钴、镍、锰、铁金属合金时发现了史上最硬的合金材料,这种材料具有极高的延展性。 性和极高的韧性。
该合金是源自(铬、锰、铁、钴和镍)的新型合金材料。 它比普通的铬、钴、镍合金表现出更优异的性能。 它被称为高熵合金(HEA)材料,HEA已有20多年的历史,一直是研究的热门领域。

普通合金材料一般只添加一种元素,但当等比例添加混合元素时,合金材料表现出与普通合金材料相反的特性。 普通合金材料在低温环境下会变脆,硬度下降,但合金材料不会变脆,反而会变硬。

在-196℃的低温环境下钢材属于金属材料么,材料表现出极高的强度和韧性,比以前更强。 研究团队还在-253℃的较低温度下对其进行了测试。 果然,强度和韧性都达到了意想不到的高度。

你知道这有多难吗? 同一装置中金属硅的韧性为1MPa·m 1/2 ,铝合金航空材料的韧性为35MPa·m 1/2 。 最好的钢合金的韧性只有·m 1/2,但合金材料的韧性却达到·m 1/2。

因此,是目前铝合金航空材料的15倍以上,是钢合金的5倍以上。 如果飞机采用合金材料,即使飞机到了使用寿命,也应该不会再出现“金属疲劳”的问题。 那么空难就会相对减少,这是一件好事。


这一新的研究发现于2022年12月1日发表在《科学》网站上,网址:/doi/10.1126/。 这项研究引起了广泛关注。 现在的飞机材料主要是铝合金和昂贵的钛合金。 当前飞机材料的替代指日可待。更多有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣的探索



