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科學家突破極限!打造比鋼鐵更強韌的「超銅合金」 耐1500°F高溫

航空與太空科技即將迎來革命性突破!美國研究團隊首創全球最強韌的銅基合金,這種由銅、鉭、鋰三元素組成的奈米級材料,不僅能承受極端溫度與壓力,更兼具優異導電性,可望成為新一代航太與國防關鍵材料。這項重大研究成果已登上3月27日的《科學》期刊。

現行航太引擎與化工裝置普遍採用鎳基超合金,雖具備耐高溫與抗腐蝕特性,卻存在導電性不足的致命缺陷。研究團隊突破傳統思維,首創「三明治結構」:在兩層高抗腐蝕的鉭金屬之間夾入銅鋁沉澱物,並透過微量鋰元素將沉澱物轉化為穩定立方體結構,使合金強度與耐熱性產生質的飛躍。

主導研究的裡海大學榮譽教授馬丁・哈默強調:「這種材料完美結合銅的導電性與鎳基超合金的強韌度,是材料科學的重大里程碑。」實驗資料顯示,該合金不僅能在攝氏800度高溫下正常運作,室溫抗壓強度更高達1,120兆帕,是普通鋼材的1.5倍以上。

亞利桑那州立大學柯蘭・索蘭基教授用生動比喻解釋:「就像醫學檢測會追蹤癌細胞變異特徵,材料在承受高溫或輻射時也會顯現獨特『指紋』。我們發現當銅鋁沉澱物與鉭雙層結構穩定結合時,能有效改變材料在高溫環境下的失效特徵。」

研究團隊指出,這項突破將為高超音速飛行器與高效能渦輪引擎帶來革命性變革。哈默教授更預言:「它為工業界與軍方開啟了新紀元,我們正站在下一代尖端材料的起跑點上。」