Ausländischen Medienberichten zufolge hat ein Forschungsteam der University of California in Los Angeles kürzlich ein ultrahochfestes, sehr leichtes, verschleißfestes Metallplattenmaterial entwickelt. Sie verwendeten eine neue Methode, um Nanopartikel in geschmolzenem Magnesium zu dispergieren und zu stabilisieren.
Dieses neue verschleißfeste Metallplattenmaterial besteht aus Magnesium mit dicht dispergierten Nano-Siliziumkarbid-Partikeln. Es kann zur Herstellung von Leichtflugzeugen, Raumfahrzeugen und Automobilen verwendet werden, was zur Verbesserung der Treibstoffeffizienz beiträgt, und kann auch bei der Herstellung von Mobiltelefonelektronik und biomedizinischer Ausrüstung eingesetzt werden. Feld. Es wird berichtet, dass das Forscherteam zur Herstellung ultrahochfester, leichter Metallmaterialien eine neue Methode zur Dispergierung und Stabilisierung von Nanopartikeln in geschmolzenen Metallmaterialien entdeckt hat. Gleichzeitig entwickelten sie auch eine skalierbare Fertigungsmethode zur Herstellung von leichterem Metall für eine effiziente Leistung.
Dieser aktuelle Forschungsbericht wurde derzeit im kürzlich erschienenen Magazin „Nature“ veröffentlicht.
Li Xiaochun, der Leiter des Forschungsprojekts und Raytheon-Vorsitzender der Abteilung für Fertigungstechnik an der University of California, Los Angeles, wies darauf hin, dass Nanopartikel die Festigkeit von Metallen tatsächlich erhöhen können, ohne deren Plastizität zu beeinträchtigen, insbesondere von leichten Metallen wie Magnesium. Metalle, aber bisher ist es keiner Forschungsgruppe gelungen, keramische Nanopartikel in geschmolzenen Metallen zu dispergieren. Basierend auf der Einführung physikalischer Eigenschaften und Materialverarbeitungsprozessen haben wir schließlich die Metalleigenschaften durch die Einführung dichter Nanopartikel verbessert und damit eine neue Methode zur Verbesserung der Metalleigenschaften bestätigt.
Baumetall ist ein tragendes Metall, das in der Bauindustrie und im Automobilbau verwendet wird. Magnesium hat nur zwei Drittel der Dichte von Aluminium und ist das leichteste Strukturmetall. Siliziumkarbid ist ein superhartes Keramikmaterial, das üblicherweise zur Herstellung von Industrieklingen verwendet wird. Derzeit wird bei dieser neuesten Technologie eine große Anzahl von Siliziumkarbidpartikeln (mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern) in das geschmolzene Magnesiummetall eingebracht, wodurch die Festigkeit, Steifigkeit, Plastizität und Haltbarkeit des Metalls bei hohen Temperaturen erheblich verbessert werden.
Wissenschaftler glauben seit langem, dass Keramikpartikel Metalle möglicherweise härter machen könnten, aber mikroskopisch kleine Partikel verlieren während des Infusionsprozesses ihre Plastizität. Im Gegensatz dazu können nanoskalige Partikel die Festigkeit erheblich erhöhen oder die Plastizität von Metallen verbessern, nanokeramische Partikel neigen jedoch dazu, zusammenzuklumpen, anstatt sich gleichmäßig zu verteilen, da kleine Partikel dazu neigen, sich gegenseitig anzuziehen. Um dieses Problem zu beseitigen, dispergierten die Forscher die Nanopartikel in einer geschmolzenen Magnesium-Zink-Legierung. Sie nutzten die kinetische Energie der Teilchenbewegung, um sich gegenseitig zu zerstreuen. Dies würde die gleichmäßige Verteilung der Nanopartikel stabilisieren und eine Agglomeration verhindern.
Um die Festigkeit dieses neuen verschleißfesten Metallplattenmaterials weiter zu erhöhen, verwendeten die Forscher eine Technik namens Hochdruck-Torsionskompression. Derzeit bestehen 14 % dieses neuen Metallmaterials aus Siliziumkarbid-Nanopartikeln und 86 % sind Magnesium-Zink-Legierungen.
