新型金屬材料

美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的專家們研制成一種新型的金屬材料。這種材料可用作裝甲和替代鈹，披是一種強(qiáng)度高但有毒的金屬，常用于要求嚴(yán)格的航空航天領(lǐng)域。

　　“我們開發(fā)的這種材料對環(huán)境沒有污染，其強(qiáng)度與鋼差不多，而比重只有鋼的一半。”研究者之一、工程教授肯尼思·維基奧說，“它在沖擊試驗(yàn)中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，但我們認(rèn)為其最大的潛力可能在于它的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可以量身訂制衣滿足各種應(yīng)用特定工程要求的獨(dú)特能力�！�

　　這種新材料主要由鋁和鈦兩種輕金屬制成。研究人員改變了鋁鈦合金箔層并以一種廉價的節(jié)能工藝對其加壓加熱。所發(fā)生的反應(yīng)生成了一種兩層的層壓材料：一個堅硬的陶瓷樣鋁化鈦金屬間層和一個柔韌的鈦合金層。各層可以像1mm厚的書頁一樣堆疊并可在加熱前裁成所需的形狀。他們選用這種層壓結(jié)構(gòu)模擬了紅鮑魚的堅韌外殼。紅鮑魚是一種吃海草的軟體動物，它通過一層層添加易碎的碳酸鈣來建造自己的家，每層厚度約是一根人發(fā)粗細(xì)的1/1000， 夾在甚至更薄的蛋白質(zhì)粘合劑層之間�！敖饘匍g相鋁化鈦是這種軟體動物堅硬碳酸鈣的補(bǔ)充物，而鈦合金層模擬鮑魚殼柔軟的蛋白質(zhì)層�！本S基奧說。

　　為了試驗(yàn)這種新材料的防彈能力，研究人員以大約900m/s的速度將一根鎢合金棒射入2cm厚的這種金屬材料的樣品中。結(jié)果鎢合金棒只穿入樣品厚度的一半。這說明這種層壓材料具有有益的防彈能力。

　　美國專家們用相同的堆疊箔片技術(shù)已成功地將其他類型含釩、鉻、錳、鎳、鈷和鐵的金屬箔片制成了層壓材料�！斑@些新材料前景廣闊，探索其可能的組合與潛在用途，還只是剛剛開始。” 維基奧說。

　　研究人員在研究報告中論述了層壓材料各層中因加熱前切掉部分箔片而產(chǎn)生的空腔。在一種情況下，用鋼珠填滿了空腔，鋼珠可在一定限度內(nèi)自由彈跳，可充當(dāng)高效減震器�！斑@一減震特性在噴氣發(fā)動機(jī)等易產(chǎn)生噪聲震動的高性能應(yīng)用中可能發(fā)揮極大的作用�！� 維基奧說。

　　制作過程中嵌入金屬或陶瓷導(dǎo)線還可以把電通路引入到這些層壓材料中，而這些部件即可加強(qiáng)材料，又可用作內(nèi)置傳感器。另外，研究人員說，加入機(jī)械變形時可生成電荷的材料后，這種層壓材料還可以進(jìn)一步提高性能。反之，在施加一個電場時，這種所謂的壓電材料也會變形。