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德国发明的超级记忆新材料经过千万次变形和破裂

德国发明的超级记忆新材料经过千万次变形和破裂

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  • 发布时间:2020-02-25

德国发明的超级记忆新材料经过千万次变形和破裂

【概要描述】早在20世纪60年代,科学家们就发明了镍钛记忆合金,它在加热和冷却时会变形,并很快恢复到最初机械加工时确定的形状。我们所熟悉的大多数合金在两种晶格状态下会发生几千次的变化,甚至会出现裂纹甚至断裂。德国基尔大学的专家邝特在一篇论文中解释说,这是因为在金属的高温相(奥氏体)中有越来越多的低温相(马氏体)晶体结构,两个相之间的不完全转变将导致合金断裂。发表在《科学》杂志上

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  德国基尔大学的研究人员发明了一种新的镍钛铜记忆合金,这种合金可以变形1000万次而不会断裂,而合金材料通常会断裂数千次。这种新材料在微电子和光学器件、传感器、医疗器械等领域具有广阔的应用前景。

  早在20世纪60年代,科学家们就发明了镍钛记忆合金,它在加热和冷却时会变形,并很快恢复到最初机械加工时确定的形状。我们所熟悉的大多数合金在两种晶格状态下会发生几千次的变化,甚至会出现裂纹甚至断裂。德国基尔大学的专家邝特在一篇论文中解释说,这是因为在金属的高温相(奥氏体)中有越来越多的低温相(马氏体)晶体结构,两个相之间的不完全转变将导致合金断裂。发表在《科学》杂志上。

  邝特团队发明的记忆合金单元由54个钛原子、34个镍原子和12个铜原子组成。研究人员在22至87摄氏度的温度下,通过高功率电子显微镜和X射线检测,发现这种记忆合金能够承受几千万次的变形而不开裂。在显微镜下,当马氏体完全转变为奥氏体时,两个钛和铜原子在晶格中沉积。钛和铜原子的沉积形成了两相晶体的基本结构。他们称这种现象为外延生长。

  明尼苏达大学专家詹姆斯两年前发明的一种锌金铜记忆合金具有相似的特性。可承受16000冷热变形,不开裂。詹姆斯团队的发明发表在《自然》杂志上。

  据《科学》杂志报道,德国基尔大学的发明极大地拓宽了记忆合金的应用范围。电磁耦合器、温度传感器、微电子及光学器件、信息存储介质、人工心脏瓣膜在医学领域具有广泛的应用前景。此外,这种记忆合金还可用于将来自外界和环境的热能转换为电能,或开发新的冷却装置。

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