南理工一成就让“钛”金属更完美
“钛”金属固然没有钢、铁的知名度高,但由于密度低、很轻,连年来被遍及应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、医疗等规模,逐渐走进了公家的视野。
要么韧性很好但强度不足,要么强度够了韧性又不可,被称为“21世纪金属”的“钛”在强度和韧性方面老是不能兼顾其美。昨天,南京理工大学传出动静,该校质料科学与工程学院朱运田传授团队颠末多年尽力,终于找到了兼顾要领。国际顶尖学术期刊《美国国度科学院院刊》克日颁发了他的这项最新研究成就,该成就使得可随意变形又不易磕坏的纯钛牙套有望面市。
“金属的强度和拉伸塑性凡是取决于其内部晶粒尺寸的巨细。传统的粗晶一般具有较大的拉伸塑性,而当晶粒尺寸减小至纳米尺寸时,其强度在明显晋升的同时,也丧失了险些全部的拉伸塑性。”朱运田先容,如何可以或许通过一种有效的技妙手段,让钛同时得到超细晶的高强度、粗晶的大拉伸塑性就成了世界质料科学家们一直在研究的课题。
“这意味着,该成就在家产上已具备局限化出产和应用的前景。”朱运田团队李玉胜老师举例,由于钛是生物兼容性最好的金属,和人体器官间没有排出,所以是牙套等医疗器械的首选材质,但又因为钛的强度不足,牙套常常会被硬物磕坏,今朝的要领是在钛金属中插手其他合金质料以到达所需强度,“未来假如用上纯钛,对人体的康健将更有利。”
通过重复试验,朱运田团队在钛金属中设计了一种全新的微观布局,以高强度的超细晶“硬”层为基体,上面铺上粗晶“软”层,涂料印花增稠剂,终于实现钛的高强度与可塑性的完美团结。尤其令人惊喜的是,这种全新的钛金属布局,通过家产上最普遍的成型技能就可以实现。
据先容,强度和塑性是权衡金属质料黑白与否的两大重要力学机能。所谓强度,是指在外力浸染下抵挡塑性变形和断裂的本领。所谓塑性,是指在外力浸染下发生塑性变形而不致引起粉碎的本领。