不鏽鋼革命性突破!「扭轉技術」打造奈米級防撞牆
科技
04-13
由中國科學院、山東大學及喬治亞理工學院組成的跨國研究團隊,在《科學》期刊發表一項突破性技術。這項創新方法透過特殊扭轉工藝,在不鏽鋼內部建構出奈米級三維防護結構,使材料抗疲勞效能大幅提升。
金屬材料在反覆彎折下容易產生疲勞斷裂,這類問題若發生在橋梁等關鍵結構上,可能導致嚴重事故。為解決此問題,科學家長期致力於提升金屬抗應力能力。最新研究發現,透過特定方式對304奧氏體不鏽鋼進行機械扭轉處理,能在材料內部形成空間梯度分佈的晶胞結構。
研究團隊在顯微鏡下觀察到,處理後的材料會形成小於10奈米的超細緻層狀結構。這種特殊結構能有效阻礙位錯移動,防止堆疊缺陷產生,就像在材料內部築起一道奈米級防撞牆。進一步分析顯示,這些結構猶如微型彈簧,能均勻吸收外部衝擊能量。
實驗資料證實,經過處理的不鏽鋼強度提升2.6倍,抗迴圈蠕變能力更比未處理材料高出2至4個數量級。研究團隊估計,採用此技術製造的產品,抗疲勞壽命可延長達萬倍,特別適合航太工業等對材料效能要求極高的領域。
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