日前，韓國浦項科技大學 Hansoo Kim博士通過巧妙地在納米層級上控制鋼的結構，制備出了一種與鈦合金同樣高強度，但更輕，而且價格僅是前者的十分之一的鐵合金。該成果發(fā)布在近期Nature的一篇文章中。

　　因其綜合性能高，價格低廉，從第一次工業(yè)革命以來，鋼鐵占據(jù)工業(yè)基礎結構材料寶座已經幾百年了。但是，在航空航、汽車等行業(yè)流行的輕量化進程中，鋼鐵因其密度較高的致命缺陷，地盤逐步地為鈦合金等輕合金所蠶食。
 

　　但是，鋼鐵的價格優(yōu)勢仍然非常明顯，（鈦合金每磅3美元，而鋼只有30美分）。所以，面對新的形勢要求，鋼要想守住自己的地盤，需要讓自己輕起來。

　　要解決這個問題，材料科學家們首先想到的就是加入輕元素。鋁是一種輕元素，性質與鐵類似，低價且儲量豐富，也就首先進入了材料科學家的視線。可惜的是，鐵、鋁、碳的合金太脆而無法使用。即使加入錳元素有助于緩解這個問題，但仍然不能讓鋁鋼可以應用于汽車。現(xiàn)在，Kim博士領導的小組，發(fā)現(xiàn)加入第五元素--鎳，可以解決這個問題。

　　從化學家的角度來說，合金是一種混合材料而非真正的化合物。但金屬有時會反應形成化合物，其中廣為人知的是B2型金屬間化合物（兩種不同金屬元素相同比例組成的化合物）。在退火時，鋼的晶粒之間，鎳與部分鋁反應形成幾個納米范圍的B2晶體。
 

　　B2 晶體抵御剪切應力，可以阻止微小的裂紋擴散到整個材料，從而達到強化的目的。再加上鋁帶來的輕質，新材料就成為一種比較理想的新型輕合金。

　　當然，這種新材料的工業(yè)生產還存在很多問題，但全球最大的鋼企浦項制鐵對Kim 博士的成果表現(xiàn)了極大的興趣，并計劃在今年展開試驗并產業(yè)化。如果這一切成為現(xiàn)實，不但鋼鐵在汽車上的地盤不再被蠶食，說不定將來還會在天空中再次看到鋼制飛機。

責任編輯：李玲珊

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