科学家开发可吹塑成型合金材料

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  几十年来,科学家们一直试图找到或制造出这样一种材料,既能像塑料一样具有良好的可塑性和较低的加工成本,又能像钢一样具有很好的强度和耐久性。这并非不切实际的幻想,日前美国耶鲁大学的科学家们已实现了这一目标。
  耶鲁大学材料学家简·施洛尔斯领导的一个研究小组证明,由他们制成的一种块体非晶合金(BMGs)材料能够像制作玻璃或塑料制品一样吹膜成型,且不会牺牲其原有的强度和耐久性。
  据介绍,这种材料由包括锆、镍、钛和铜在内的多种金属构成。其材料成本与高端钢材大致相同,但加工成本却和塑料一样便宜。吹塑过程在低温低压下进行,此时这种非晶合金会逐渐软化,并能像融化的塑料一样流动,但又不会像普通的金属一样出现结晶现象,由此为后续的吹塑工作带来了前所未有的便捷。为了达到并保持理想的精度和温度,吹塑过程能在真空或液体中进行。
  施洛尔斯说,目前金属材料加工中面临的关键问题就是如何避免不必要的摩擦,而对于这种合金材料来说则完全不存在这个问题,借助吹塑工艺就可以制造出任意复杂形状的物体,最小可到纳米级。到目前为止,该团队已经用该材料制造出了无缝金属瓶、表壳等外形较为简单的物品和用于微机电系统(MEMS)的微型谐振器以及生物医学植入物等结构较为复杂的设备。这些材料的加工过程不到一分钟,但强度可以达到普通钢材的两倍。
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