美國研發出超級玻璃 比鋼鐵還堅硬

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【大紀元2011年01月13日訊】一種新型的容損金屬玻璃,已經被證明超出了任何已知材料的強度和韌性,美國能源部(DOE)、勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)和加州理工學院的研究人員合作測試通過了這一新發現。更令人驚喜的是,這種玻璃似乎很快就能投入日常使用。

據騰訊科技報導,「我們的研究結果標志著金屬玻璃的製造得到了第一次戰略性的運用。我們相信可以利用這一工藝來製造更強更堅韌的玻璃製品。」主持這一研究的伯克利實驗室材料學家羅伯特•里奇如是說。

這種新型金屬玻璃加入了一些微量的鈀元素,一種具有超高「容積剪切率」的堅硬金屬元素,它抵消了玻璃材料不可避免的脆弱易碎性。

「由於含鈀元素這種高容積剪切率的金屬,剪切帶形成所需要的能量遠低於剪切帶斷開成為裂口的能量,」里奇解釋道,「這就導致了這種玻璃具有超強的可塑性,能夠抵抗巨大的衝擊力,這種衝擊力只能讓它彎曲,而不是碎裂。」

最初的新玻璃材料樣本是由含磷、硅和鍺的微量鈀元素混合,取得了直徑約一毫米的玻璃棒,而後來加州理工學院的研究人員添加了銀元素,讓玻璃棒的厚度擴大到六毫米。這種金屬玻璃的大小是有限的,必須迅速冷卻或者「淬火」,才能得到最後的非晶態液態金屬。

 「我們的經驗是,為了製作金屬玻璃,我們至少需要五種元素。這樣,當我們冷卻材料的時候,它就不知道按照什麼晶體結構來排序,從而具備非晶體狀態。」里奇說。
  
「傳統觀點認為,材料的強度和韌性是一對互相排斥的屬性。這就使得我們的金屬玻璃具有挑戰人智力的刺激性。我們是在逆流而行,把玻璃的堅硬屬性套在了金屬的抗損延展性的封套里。」
 
這一研究成果已經在美國能源部科學辦公室經過了鑒定和測試,支持加州理工學院的製造工作則是美國國家科學基金會。

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