普渡大学研制出强度与不锈钢相当的新型铝合金材料

美国普渡大学的研究人员通过在金属的晶体结构中引入“断层缺陷”，开发出一种新型铝合金材料，其强度甚至可媲美不锈钢。

据介绍，铝合金作为一种轻量级材料已获得了广泛应用，但其强度不高，脆性大，限制了其应用的进一步扩展。从微观层面上来讲，金属是由一层层重复堆叠起来的晶体原子组成的。当某一层缺失时，就会形成“堆垛层错”；如果有两个断层，则被称作“双边界”或“纳米孪晶”；若达到了9层，就被称作“9R相”。这些堆叠起来的断层能够提高材料的强度。因此，普渡大学的研究人员希望同时将“纳米孪晶”和“9R相”两种特性引入铝合金材料结构中。但金属有一个“高堆垛层错能”，即材料会倾向于“自我纠错”。研究人员采用冲击诱发技术，利用激光来轰击超薄铝片和二氧化硅粒子，诱发了宽度达到数十纳米的“9R相”。此外，研究人员采用磁控溅射技术，将铁原子引入铝的晶体结构中，从而制备出了迄今为止强度最高的铝合金材料。

研究人员称，该工艺可以拓展至工业化生产的规模，有望在电子设备和车辆的耐腐蚀涂层等领域得到应用。 (W.CB)