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【研究进展】比高强度钢耐用100倍的耐磨合金

12月16日 12:00 分享到:

美国桑迪亚国家实验室Nicolas Argibay领导的研究团队开发出一种由90%铂金和10%黄金组成的耐磨新材料,堪称目前最耐磨的金属合金,比高强度钢耐用100倍,与自然界中的钻石以及蓝宝石等材料的耐磨度处于同一级别。如果一辆汽车的轮胎涂层由这种材料制成,那么在磨损到胎面之前,其可以绕地球500圈。
传统合金往往是通过减小颗粒尺寸来增加材料的强度,但在极端压力和高温条件下,许多合金会变粗或变软,特别在金属疲劳状态下尤为如此。新开发的铂金合金的机械应力和热稳定性都非常好,在摩擦期间,合金的微观结构在长时间的周期应力下没有很大的变化。
为了证实新合金的耐热性和耐摩性,研究团队进行了严格的循环退火测试。在超高真空中,合金在500℃的高温下暴露一整天,然后再应用于各种摩擦和磨损实验。测试证明合金微小的单个颗粒并没有发生变形。研究团队还提出了一种新理论,认为磨损不但与金属的硬度相关,而且与金属的热反应关系更大。
相关研究工作发表在Advanced Materials(文章标题:Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals)。