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中俄科學(xué)家攜手：抗極寒材料誕生
2024年12月04日 14:52:22
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小夢 點(diǎn)擊量：6019
近日，俄羅斯國家研究型技術(shù)大學(xué)與中國礦業(yè)大學(xué)(北京)科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出了一種新型復(fù)合化合物，可以在極冷條件(-150℃)下保持機(jī)械性能。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，俄羅斯國家研究型技術(shù)大學(xué)與中國礦業(yè)大學(xué)(北京)科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出了一種新型復(fù)合化合物，可以在極冷條件(-150℃)下保持機(jī)械性能。這一成果不僅展示了兩國在材料科學(xué)領(lǐng)域的深厚研究實(shí)力，也為未來的極端環(huán)境應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支持。
這種新型復(fù)合材料以金屬和金屬玻璃化合物為基礎(chǔ)，通過獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在極低溫度下依然能夠維持高強(qiáng)度和韌性。傳統(tǒng)材料在極寒環(huán)境下往往會(huì)出現(xiàn)脆性斷裂的問題，然而該新材料卻展現(xiàn)出卓越的抗碎裂能力。
這種性質(zhì)主要是由于晶體和非晶體金屬合金之間邊界處發(fā)生的獨(dú)特的瞬時(shí)過程。當(dāng)邊界區(qū)域出現(xiàn)裂紋時(shí)，會(huì)引起裂紋尖端前沿的原子躍遷現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致材料局部急劇升溫。這種升溫機(jī)制顯著增強(qiáng)了材料的可塑性，有效改變了其斷裂特征，從而抑制了裂紋的進(jìn)一步蔓延。
這種新型復(fù)合材料不僅具有良好的低溫性能，而且易于加工和改造。其制造技術(shù)基于不同成分材料的傳統(tǒng)焊接工藝。通過巧妙地組合各種成分材料，團(tuán)隊(duì)從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)層面準(zhǔn)確定義了金屬玻璃避免結(jié)晶的有效溫度范圍，確保了材料成分的完美“協(xié)同”。未來，科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合材料的制造工藝并改進(jìn)其成分，以提高其在低溫環(huán)境下的機(jī)械強(qiáng)度和抗輻射性。
這一創(chuàng)新成果有望廣泛應(yīng)用于航空航天、低溫工業(yè)和極地探索等眾多領(lǐng)域，特別是在極冷條件下運(yùn)行的機(jī)械零部件和結(jié)構(gòu)部件的制造。例如，在航天探索領(lǐng)域，許多設(shè)備需要在接近絕對零度的環(huán)境中正常工作，而這種新型復(fù)合材料的應(yīng)用將極大提高設(shè)備的可靠性和壽命。在低溫工程技術(shù)中，如液化天然氣的儲(chǔ)存與運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，該材料也能提供強(qiáng)有力的支持。此外，在極地科研與開發(fā)中，科研人員常常面對極端寒冷的環(huán)境，新型復(fù)合材料的使用將為他們的設(shè)備提供更好的保護(hù)，從而推動(dòng)更多科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破。
中俄科學(xué)家此次聯(lián)合研發(fā)的新型抗極寒材料，不僅是材料科學(xué)領(lǐng)域的一大突破，更為多個(gè)前沿領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的活力。隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善，相信這一材料將在未來產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用，助力人類征服更加嚴(yán)酷的環(huán)境挑戰(zhàn)。
資料來源：科技日報(bào)
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