科技日報記者 劉霞
由日本東北大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)銜的國際團隊研制出一種鈦鋁基超彈性合金。這種新材料不僅重量輕，強度出眾，而且能在零下269攝氏度到127攝氏度這一很寬的溫度范圍內(nèi)工作。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《自然》雜志。
超彈性材料是指能在應(yīng)力作用下產(chǎn)生超大可恢復(fù)應(yīng)變的特種功能材料，可廣泛應(yīng)用于登月工程和深海探測等領(lǐng)域。然而，目前市面上的大多數(shù)超彈性材料只能在特定溫度范圍內(nèi)“施展身手”。新型鈦鋁基超彈性合金克服了這一局限性。它是第一種能在如此極端的溫度范圍內(nèi)仍保持超彈性，同時兼具輕質(zhì)和堅固特性的合金，為眾多以前難以實現(xiàn)的應(yīng)用帶來了曙光。
團隊此次運用了先進的合金設(shè)計理念以及精確的微觀結(jié)構(gòu)控制等先進技術(shù)。通過使用表示物質(zhì)在不同熱力學(xué)條件下各相之間平衡關(guān)系的圖形工具——相圖，他們精準確定了合金的成分及其比例。同時，他們還優(yōu)化了加工和熱處理方法，以確保材料所需的性能。
最新研究不僅為超彈性合金材料樹立了新標桿，還為合金材料設(shè)計引入了全新的理念和方法，有望激發(fā)材料科學(xué)的更多創(chuàng)新和突破。例如，它可以為月球車打造超彈性輪胎，以應(yīng)對月球表面的極端溫度波動。
此外，這種合金還可用于制造需要柔韌性和靈活性的設(shè)備，如支架等醫(yī)療器械等。鑒于這種新合金能在極低溫度下工作，它也有望在氫能經(jīng)濟等多個領(lǐng)域“大顯身手”。
