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突破霍爾·佩奇極限：世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)  這種銀晶粒的原子結(jié)構(gòu)模型中充滿了銅雜質(zhì)（綠色），使它們自身的缺陷被填補(bǔ) 缺陷是金屬不可避免的一部分，諸如脆弱性或者在時(shí)間的作用下老化等問(wèn)題很常見(jiàn)，而解決的方法通常是將不同的金屬組合成合金，有助于克服其中的一些問(wèn)題，但對(duì)于導(dǎo)電金屬而言，這通常這是以犧牲導(dǎo)電性為代價(jià)的，尋求兩全其美是本研究的目的。 該研究的合著者莫里斯·王（Morris Wang）說(shuō)：“我們問(wèn)自己，如何才能制造出有缺陷的材料，而又要克服軟化問(wèn)題，同時(shí)又保持導(dǎo)電性呢？”解決方案聽(tīng)起來(lái)非常簡(jiǎn)單：他們將微量的銅混入了銀中。最終的強(qiáng)度比先前最強(qiáng)的白銀強(qiáng)42％，同時(shí)仍具有導(dǎo)電性。但是，這種新合金最令人印象深刻的是，它超過(guò)了所謂的“霍爾·佩奇極限”。 霍爾·佩奇（Hall-Petch）效應(yīng)是70多年來(lái)材料科學(xué)的標(biāo)志性學(xué)說(shuō)，這一理論認(rèn)為隨著金屬晶粒變小，材料本身也會(huì)變得更堅(jiān)固，但是有一個(gè)限制：當(dāng)晶粒變得太小（幾納米寬）時(shí)，它們的邊界變得不穩(wěn)定，材料會(huì)再次軟化。 研究人員設(shè)法創(chuàng)造出了一種被稱為“納米晶孿生金屬”的材質(zhì)，從而突破了這一極限。由于銅原子比銀原子稍小，它們傾向于掉入并填補(bǔ)晶粒邊界的缺陷中。這樣可以防止缺陷帶來(lái)的移動(dòng)，最終導(dǎo)致材料軟化。同時(shí)，銅不會(huì)妨礙電子穿過(guò)銀，從而保持了導(dǎo)電性。  研究小組表示，這種方法可以應(yīng)用于除銀以外的許多其他金屬。該技術(shù)最終可用于制造更高效的太陽(yáng)能電池板，更輕的飛機(jī)或更安全的核電站。 該研究的第一作者弗雷德里克·桑索斯（Frederic Sansoz）說(shuō)：“這是一類新的材料，我們才剛剛開(kāi)始了解它們是如何工作的。” |
最新評(píng)論
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巧克力 2019-10-03 23:25極限都可以被突破的嗎，厲害。。。。
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lufan 2019-10-04 00:04世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)
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dushunli 2019-10-04 00:17銀合金的力量！
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tassy 2019-10-04 00:47缺陷是金屬不可避免的一部分
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bairuizheng 2019-10-04 01:07這些人的信念好堅(jiān)定啊。
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mang2004 2019-10-04 04:04Ideal maximum strengths and defect-induced softening in nanocrystalline-nanotwinned metals
Abstract
Strengthening of metals through nanoscale grain boundaries and coherent twin boundaries is manifested by a maximum strength—a phenomenon known as Hall–Petch breakdown. Different softening mechanisms are considered to occur for nanocrystalline and nanotwinned materials. Here, we report nanocrystalline-nanotwinned Ag materials that exhibit two strength transitions dissimilar from the above mechanisms. Atomistic simulations show three distinct strength regions as twin spacing decreases, delineated by positive Hall–Petch strengthening to grain-boundary-dictated (near-zero Hall–Petch slope) mechanisms and to softening (negative Hall–Petch slope) induced by twin-boundary defects. An ideal maximum strength is reached for a range of twin spacings below 7 nm. We synthesized nanocrystalline-nanotwinned Ag with hardness 3.05 GPa—42% higher than the current record, by segregating trace concentrations of Cu impurity (<1.0 weight (wt)%). The microalloy retains excellent electrical conductivity and remains stable up to 653 K; 215 K better than for pure nanotwinned Ag. This breaks the existing trade-off between strength and electrical conductivity, and demonstrates the potential for creating interface-dominated materials with unprecedented mechanical and physical properties.
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劉明歡聰慧 2019-10-04 06:16霍爾·佩奇（Hall-Petch）效應(yīng)是70多年來(lái)材料科學(xué)的標(biāo)志性學(xué)說(shuō)，這一理論認(rèn)為隨著金屬晶粒變小，材料本身也會(huì)變得更堅(jiān)固，但是有一個(gè)限制：當(dāng)晶粒變得太�。◣准{米寬）時(shí)，它們的邊界變得不穩(wěn)定，材料會(huì)再次軟化。
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redplum 2019-10-04 07:39突破霍爾·佩奇極限：世界上強(qiáng)度最高的導(dǎo)電用銀合金被制造出來(lái)
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likaihit 2019-10-04 08:03真牛逼啊
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daite1978 2019-10-04 08:11銀合金的力量！