美國科學家研製出高強度超輕金屬材料

左圖是純金屬樣本，右圖是最新研製的新金屬材料，由鎂和碳化硅納米微粒構成，每個中心柱體直徑大約4微米

據國外媒體報道，目前，美國加州大學洛杉磯分校研究小組最新研製出一種超高強度，非常輕的金屬材料，他們使用一種新方法分散和穩定納米微粒進入熔化狀態的鎂金屬。

這種新型金屬材料是加入密集分散型納米碳化硅微粒的鎂金屬，它可用於製造輕型飛機、太空飛船和汽車，有助於提高燃料效率，同時還可用於手機電子和生物醫學設備製造領域。據悉，為了製造超高強度、輕重量金屬材料，研究小組發現一種新的方法在熔化金屬材料中分散和穩定納米微粒，同時，他們還研製了一種可擴展性製造方法，用於製造更高效性能的輕重量金屬。目前，這項最新研究報告發表在近期出版的《自然》雜誌上。

該研究項目負責人李曉春(音譯)和美國加州大學洛杉磯分校製造工程系雷聲·查爾(Raytheon Chair)指出，納米微粒能夠在不損壞其可塑性的前提下，真實提高金屬強度，尤其是像鎂這樣的輕重量金屬，但是迄今為止沒有研究小組能夠將陶瓷納米微粒分散在熔化金屬中。基於灌輸物理屬性和材料加工過程，最終我們通過灌輸密集納米微粒提高金屬屬性，證實了一種新的方法增強金屬性能。

結構金屬是一種承載金屬，它用於建築業和汽車製造。鎂僅是鋁密度的三分之二，是最輕的結構金屬。碳化硅是一種超硬陶瓷材料，通常用於製造工業刀片。目前，這項最新技術灌輸大量碳化硅微粒(直徑小於100納米)進入熔化狀態的鎂金屬，從而顯著提高了金屬的強度、剛度、可塑性和高温下的持久度。

長期以來，科學家認為陶瓷顆粒能夠潛在地使金屬硬度更高，然而微觀等級陶瓷顆粒在灌輸過程中會損失可塑性。相比之下，納米等級微粒能夠顯著提高強度或者提高金屬可塑性，但是納米陶瓷顆粒傾向於凝聚在一起，而不是均勻分散，這是由於小型微粒傾向於彼此吸引。為了消除這一問題，研究人員將納米微粒分散在熔化的鎂鋅合金中，它們依賴粒子運動的動能彼此分散開來，這將穩定納米微粒的均勻分散，避免凝聚在一起。

為了更進一步增強這種新金屬材料強度，研究人員使用一種叫做高壓扭轉技術進行壓縮。目前，這種新型金屬材料14%是碳化硅納米微粒，86%是鎂鋅合金。（悠悠/編譯）