中国科技报 2024年12月02日
[国 际] 中俄科学家研制出抗极寒材料
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俄罗斯国家研究型技术大学与中国矿业大学(北京)的科学家合作,研发出一种在极低温度(-150℃)下仍能保持机械性能的复合材料。这种材料基于金属和金属玻璃化合物的层状结构,在极寒环境中不会发生脆性断裂,即使受到冲击也不会碎裂成碎片。这是由于材料边界上的特殊瞬变过程导致裂纹尖端原子跃迁,产生局部加温,从而改变断裂特性,抑制裂纹扩展。这种新型复合材料易于获取和加工,其制造技术基于传统焊接,未来有望应用于航天、低温工业和极地领域等需要耐低温的机器部件和结构制造。

🥶**新型复合材料耐极寒:**俄罗斯科学家研发出一种在-150℃极寒条件下仍能保持机械性能的复合材料,解决了传统材料在低温环境下易脆断的问题。这种材料基于金属和金属玻璃化合物的层状结构,能够有效抵抗极寒环境带来的冲击和断裂风险。

💥**特殊瞬变过程抑制断裂:**当材料受到冲击时,其晶态和非晶态金属合金边界会出现裂纹,裂纹尖端前的原子会发生跃迁,导致材料局部温度升高。这种加温效应使得金属更具可塑性,改变了断裂特性,有效抑制了裂纹的扩展,保证了材料在低温下的强度。

🔨**易于获取和加工:**这种新型复合材料的制造技术相对简单,基于不同成分材料的传统焊接方法,降低了生产成本和技术门槛,便于大规模应用和推广。

🚀**广泛应用前景:**该材料有望应用于航天、低温工业和极地领域等需要在低温或超低温条件下运行的机器部件和结构的制造,例如火箭发动机、低温储罐、极地探测设备等。

💡**未来改进方向:**研究团队计划进一步改进材料的制造技术,并优化其成分,以提升其在低温环境下的机械强度和抗辐射能力,拓展其应用范围。

    【创新连线·俄罗斯】

    俄罗斯国家研究型技术大学与中国矿业大学(北京)科学家,研究出一种在极寒条件下(-150℃)仍能保持机械性能的新型复合化合物。

    研究团队此次在金属和金属玻璃化合物的基础上开发出一种层状复合材料。这种材料在极低温度下不会发生脆性断裂。

    新材料在受到冲击时也不会碎裂成许多碎片,这与晶态和非晶态金属合金边界上的特殊瞬变过程有关。在这一边界出现裂纹会导致裂纹尖端前的原子跃迁,从而引起材料强烈的局部加温。加温后的金属更具可塑性,会改变断裂性,抑制裂纹扩展。这使得样本在低温条件下仍能保持强度。

    正在研发的这种以晶态金属和金属玻璃为基础的复合材料易于获取,而且很容易加工改造。其制造技术基于不同成分材料的传统焊接。团队从理论和实验上已确定了在各成分良好“关联”的条件下金属玻璃不会产生结晶的有效温度。

    未来,团队计划改进这种复合材料的制造技术。他们还将改善其成分,以提高低温条件下的机械强度和抗辐射能力。

    团队认为这项成果可用于制造在低温或超低温条件下运行的机器部件和结构,在航天、低温工业和极地领域拥有广阔的应用前景。

    (本栏目稿件来源:俄罗斯卫星通讯社 编辑整理:本报记者张浩)

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