科學家研製新型鐵基超彈性合金可在極端溫度下變形並恢復形狀
日本的科學家們致力於延伸超彈性材料的極限,並取得了重大突破。他們展示了一種新的鐵基合金,可以承受極高和極低的溫度。憑藉這種在各種條件下都能變形並恢復原狀的能力,該團隊希望其新型超彈性金屬能在更多的抗震建築中找到用途,甚至可能在外太空找到用途。
超彈性合金(SEA)是一類具有超強彈性的材料,使其能夠變形並恢復到原來的形狀。其獨特的特性使這些耐用材料被用於從眼鏡、圍裙到醫療和牙科應用等各種領域,但它們在目前的形式下也有其局限性。
這些材料所能承受的機械力受環境溫度的影響,目前所使用的超彈性合金能夠在零下20 °C至80 °C的溫度範圍內工作。這些合金由鈦和鎳等材料製成,成本也很高,這意味著它們大多以細線和管道的形式使用。
日本東北大學的一個工程師團隊提出了一種超彈性合金的新配方,可以大大拓寬其潛在的應用範圍。這種新材料由鐵、鋁、鎳和鉻製成,通過仔細控制鉻含量的濃度,該團隊能夠生產出一種基本上不受環境溫度影響的超彈性合金,在零下263℃直至200℃的環境中仍能保持其性能。
該團隊認為其新技術更令人振奮的潛在用途之一是太空探索。在太空探索中,用於製造飛行器的材料需要能夠在最極端的環境中承受變形,例如在月球或火星上,白天和黑夜的溫度可能在零下170 °C和120 °C之間波動。然而,它也可以在離家更近的地方找到用途。
“然而,新的SEA的用途並不止於此。”領導研究小組的Toshihiro Omori教授說。“它有可能被用於建築物中的拉伸支架或橋樑中的柱子元件–提供更大的抗震能力。”
該研究發表在《科學》雜誌上。