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突破霍尔 · 佩奇极限 世界上强度最高的导电用银合金被制造出来

2019-10-03 16:46:24 暂无 阅读:1719 评论:0

银金属导电性极佳,但性质较为柔软且强度较低,在行使它来作为导电金属时,经常需要在强度和导电性之间进行衡量,然则新型材料或者会改变这种情形。一组研究人员设法行使缺陷使银比平时坚硬得多,同时仍连结相当的导电性,这一发现冲破了几十年来的理论极限。

突破霍尔 · 佩奇极限 世界上强度最高的导电用银合金被制造出来

这种银晶粒的原子构造模型中布满了铜杂质(绿色),使它们自身的缺陷被填补

缺陷是金属弗成避免的一部门,诸如懦弱性或许在时间的感化下老化等问题很常见,而解决的方式平日是将分歧的金属组合成合金,有助于战胜个中的一些问题,但对于导电金属而言,这平日这是以牺牲导电性为价值的,追求分身其美是本研究的目的。

该研究的合著者莫里斯 · 王(Morris Wang)说:" 我们问本身,若何才能制造出出缺陷的材料,而又要战胜软化问题,同时又连结导电性呢?" 解决方案听起来非常简洁:他们将微量的铜混入了银中。最终的强度比先前最强的白银强 42%,同时仍具有导电性。然则,这种新合金最令人印象深刻的是,它跨越了所谓的 " 霍尔 · 佩奇极限 "。

霍尔 · 佩奇(Hall-Petch)效应是 70 多年来材料科学的标记性学说,这一理论认为跟着金属晶粒变小,材料自己也会变得更坚硬,然则有一个限制:当晶粒变得太小(几纳米宽)时,它们的界限变得不不乱,材料会再次软化。

研究人员设法缔造出了一种被称为 " 纳米晶孪生金属 " 的材质,从而冲破了这一极限。因为铜原子比银原子稍小,它们倾向于掉入并填补晶粒界限的缺陷中。如许能够防止缺陷带来的移动,最终导致材料软化。同时,铜不会故障电子穿过银,从而连结了导电性。

突破霍尔 · 佩奇极限 世界上强度最高的导电用银合金被制造出来

研究小组透露,这种方式能够应用于除银以外的很多其他金属。该手艺最终可用于制造更高效的太阳能电池板,更轻的飞机或更平安的核电站。

该研究的第一作者弗雷德里克 · 桑索斯(Frederic Sansoz)说:" 这是一类新的材料,我们才方才起头认识它们是若何工作的。"

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