新非晶合金具驚人超高塑性和超高強度

在普通人的眼里，變壓器強度越高的金屬合金材料，其塑性變形能力越差，而塑性變形能力越好的合金材料，其強度往往又不足。
　　近日，中科院物理研究所的汪衛華研究小組，成功研制出在室溫條件下同時具有超高塑性和超高強度的塊體非晶合金材料，把這兩種看起來矛盾的性質結合在一起。最新一期出版的《科學》雜志刊登了這項研究的進展。
　　據介紹,長期以來，探索同時具有高強度和大塑性的金屬合金材料一直是材料領域追求的目標。但是由于變形機制的限制，在提高材料強度的時候往往伴隨著塑性的損失。這一趨勢隨著材料晶粒尺寸的減小變得愈加明顯。當金屬合金達到非晶狀態時，在室溫下，其強度遠遠高于同成分的晶態金屬合金，但是其塑性變形能力幾乎完全喪失。非晶合金的脆性嚴重制約了它作為高強度工程材料的廣泛應用。
　　汪衛華研究小組利用常用的鋯、銅、鎳和鋁金屬元素，通過快速凝固的現代冶金手段，合成出了在室溫條件下具有超高壓縮塑性的非晶合金。它在室溫下可以像常見的純銅、純鋁一樣彎曲或變形，同時，還保持了非晶合金高強度的特點，其強度比普通鋼的強度要高好幾倍。結構分析表明，這種非晶合金具有一種特殊的微觀結構，這種結構使其具有優異的塑性。研究小組還提出探索塑性大塊非晶的新方法。這項工作對于理解非晶材料的塑性變形機理、解決非晶合金材料的脆性難題都有重要意義。
　　由于這種新型的非晶合金的組元均是價格較低廉的常見金屬，因而它的研制成功具有重大的科學意義和廣泛的應用前景。