您好 欢迎来到超硬材料网  | 免费注册
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信
郑州华晶金刚石股份有限公司

超轻镁/碳化硅复合材料面世 可造福汽车轻量化

关键词 碳化硅 , 汽车 , 复合材料 |2016-03-15 10:17:20|来源 中国磨料磨具网
摘要 镁(Magnesium)在工程学中具有重要作用和潜能,它被认为是结构金属材料中能够承重的最轻金属,也是地壳中第八大富有元素。不过,另一方面,在强度与硬度方面的表现,镁与其他金属相比...
  镁(Magnesium)在工程学中具有重要作用和潜能,它被认为是结构金属材料中能够承重的最轻金属,也是地壳中第八大富有元素。不过,另一方面,在强度与硬度方面的表现,镁与其他金属相比可能略逊一筹。
  但是,近日UCLA的研究人员发表报告,声称使用镁与碳化硅纳米粒子合成一种新型复合材料,具有超轻、超强承重能力,可造福航空、汽车、航空等诸多领域,对于提高能源效率具有重要意义。
  UCLA机械与航空工程学院教授李晓春博士说:“对于像镁一样的轻型金属来说,研究人员提出纳米粒子可以很容易增加金属强度,而且不损害其可塑性的观点。但是,此前从没有人能够将纳米陶瓷粒子(ceramic nanoparticle)与熔融金属充分融合,直到现在。”李博士同时也是整个研究组的组长。
  据悉,在之前的试验中,研究人员使用了微米(microscale)级别的陶瓷粒子,但是材料的可塑性大大降低。为克服此问题,研究人员改用了纳米(nanoscale)级别的陶瓷粒子,结果,镁金属强度大大增强,可塑性保持不变甚至有时大大改善。不过,问题也随之而来,纳米粒子往往会簇成一团,而不是平均分散在金属材料之中。
  研究人员最大的成果是改善加工工艺,使用碳化硅(silicon carbide,俗称金刚砂)——一种常用于工业切削片中的超强硬度陶瓷,来生产该种新型复合材料。小于100毫微米的碳化硅能够充分分散于熔融状态的镁锌合金,而粒子本身的动能则能防止它们簇成一团。
  然后,该材料通过高压扭转(high-pressure torsion)的方式进行压缩。目前,高压扭转在金属加工工艺中非常普遍,压缩力和扭转变形同时作用于材料。在过去二十几年里,因为可以生产出高强度和晶粒细化(grain refinement)材料(甚至是纳米级别材料),高压扭转方式在业内逐渐流行。
  最终产出的金属复合材料由14%的碳化硅纳米粒子和86%的镁构成。新材料在试验过程中,展示出了相关材料历史上最高强度水平(断裂之前可承受的最大重量)以及最优硬度重量比。而且,材料还展示出了超强的耐高温特性。
  李晓春博士介绍说:“我们目前的研究结果仅是新型复合材料的皮毛,而未来具有革命特性和功能的系列新型金属复合材料将不断涌现。”
  目前,该发明成果已经被发表在《自然杂志》上了。新型复合材料或将比塑料还要轻,比金属表现还要好,未来将在汽车、航天、医疗等方面大展身手。
 

① 凡本网注明"来源:超硬材料网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:超硬材料网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

② 凡本网注明"来源:XXX(非超硬材料网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。

※ 联系电话:0371-67667020

柘城惠丰钻石科技股份有限公司
河南联合精密材料股份有限公司