金屬玻璃

    這種新式金屬玻璃被稱為SAM2X5-630,擁有晶體結構,是用精鐵提煉而成的金屬玻璃,它可以被用于制造新式護甲,可以用于保護衛星免受流星撞擊,也可以制作落地后無法摔碎的手機.研究人員利用氣槍測試金屬玻璃強度,發現其硬度是不銹鋼的588倍,是用于建造身體護甲的碳化鎢陶瓷的2倍.

    金屬玻璃由于其極高的彈性模量、強度、硬度,良好的耐腐蝕性能等一系列優異的力學、物理和化學性能,在國防、空天等領域顯示出了廣闊的應用前景.以Vitreloy1 金屬玻璃為例,其斷裂強度約2 GPa,彈性極限達2%,斷裂韌性約55 MPa·m - 1 /2.但另一方面,金屬玻璃由于其長程無序結構,無法通過位錯萌生等方式產生塑性變形,導致室溫下拉伸延展性能較差.項目首席研究員安德烈·霍奇(Andrea Hodge)表示：在沖擊載荷條件下,這種新式材料的表現相當好.我們能夠在高速情況下觀察到這種材料的彈性極限，這令我們深受鼓舞,同時可能給我們帶來更多的研究機會。

    美國南加州大學工程師維羅妮卡·伊萊亞森(Veronica Eliasson)表示,這種材料不同尋常的化學結構令其如此堅硬,同時又富有彈性.她說:"像玻璃那樣,它幾乎沒有內部結構,但你可以看到微小的結晶區,我們還不知道為何大塊金屬玻璃中如此少的結晶區在沖擊載荷下會產生如此大的差異."

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    盡管這種新材料不夠透明,還無法被用于制造超硬的玻璃屏幕,但其可以被用于制造移動設備的保護套,落地后可以反彈.舉例來說,利用這種材料代替iPhone等智能手機的鋁邊和后殼,可以令設備的抗摔性大大增強.

    這種新材料是一種人工合成材料,又被稱為塊狀金屬玻璃.由于擁有特殊的化學結構,使得它具有超強硬度和彈性,大多數金屬和合金中的原子都是高度組織性的晶體結構,而玻璃中的原子晶體結構卻比較隨機.

    為了制造新式材料,研究人員需要將精鐵粉加熱到630攝氏度,然后將其快速冷卻.美國加州大學圣迭戈分校的研究人員利用放電等離子燒結工藝制造金屬玻璃,將鐵精粉放入石墨模具中,然后在1000大氣壓強環境中通電分離.

責任編輯：周婭

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