美国成功研发抗腐蚀硬度高新型钢材

美国成功研发抗腐蚀硬度高新型钢材

  美国橡树岭国家实验室的专家研制成一种称为“金属玻璃”的新型钢材。在正常条件下,这种钢材的硬度是常规钢材的两倍,而且具有抗腐蚀、有磁性以及强度高等特性。

  从铁器时代开始,人类就炼出了钢。但一直到185东京1.5分彩开奖历史5年才由英国工程师亨利.贝塞麦发明了批量生产钢的方法:酸性底吹转炉炼钢法。这种革命性的炼钢法取得了惊人成功,于是世界上出现了埃菲尔铁塔和横跨河流的大铁桥,出现了一个新的工业部门。

  美国专家研究出来的钢材具有的品质与普通钢材不同,其特殊之处在于结构。传统钢材中的铁原子和碳原子的排列是有序的,这些原子组成了许多小系统,这些小系统又组成了大系统。这种组合有点象彩色墙纸的组合,彩色墙纸的组合可以反映人们的装饰意图。但问题是,这样组合的墙纸在往墙上粘贴时,却往往会显出不规则和偏差。结晶材料也是如此。

  连接两个晶粒的能全天东京1.5分彩计划量低于凝聚一个晶粒的能量。于是两个晶粒之间的间隙就形成了一个脆弱区,断裂和腐蚀就是从这里发生的。这是材料的真正弱点所在:一旦受到过大的外力,首先承受不了的就是结合部。人们周围的固体(从食盐到岩石)就是这样。

  新型钢材则不会如此。在显微镜下,这种钢材的结构没有规律性,各组成部分之间的联系似乎很混乱。在常规钢里加入铬、钴、钼、镁和硼,就可以得到一种新的、非晶质的钢。美国冶金化学研究中心的帕特里克.奥金指出:这是一种只有玻璃才具有的特点。所以人们称这种钢材和其他非晶质金属为“金属玻璃”。

  在传统玻璃中,获得这种特性靠的是二氧化硅混合物的突然冷却。由于突然冷却,液体来不及结晶,于是原子便成无序排列状态了。要生产出“金属玻璃”,冷却的速度需要更快:每秒钟需降温数百万度。专家们采取的第一个办法是将熔化的碳铁合金倒在冷却的铜轮上。随着铜轮的转动,铜轮上形成了薄薄一层碳铁合金。由于很薄,所以这层碳铁合金能被迅速冷却,于是便得到了一种其结构为非晶质的材料。

  但这样生产的“金属玻璃”在应用方面有其局限性(目前主要用于生产电子元件)。用这么薄的金属玻璃怎么能建造钢柱或装甲?于是美国和日本的一些科研小组开始研究生产“大块”非晶质材料的方法。需要解决的一个关键问题是:怎样使“大块”东京1.5分在线人工计划合金每秒钟均匀冷却数百万度?如果不能均匀冷却,其中心部位就会冷却较慢,从而形成结晶。

  一位名叫阿兰.亚瓦里的冶金专家说:“冶金工作者们长期以来一直在摸索,他们探索出在已经很复杂的混合物中需加入的新物质及其比例,以便降低液化温度和推迟结晶时间。最后,美国专家们发现金属钇可以解决这个问题:加入l.5%的钇可以使混合物的熔化温度下降,这大大有助于生产非晶质材料所需要的迅速降温。

  这种新的钢材所具有的优点使军事界和体育界人士惊喜不已。对军事部门来说,可以利用它生产防弹背心或装甲,而这种防弹背心或装甲不但不会被枪弹击穿,还可以把枪弹反弹回去;对体育部门来说,可以利用它制作网球拍或高尔夫球杆。此外,由于这种钢材的原子之间几乎没有间隙,氧气无法渗入其中,因而不会被腐蚀。这在珠宝业也有重要用处。

 

 
冷却钢材这种

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