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幾十年來，科學(xué)家們一直試圖找到或制造出這樣一種材料，既能像塑料一樣具有良好的可塑性和較低的加工成本，又能像鋼一樣具有很好的強度和耐久性。這并非不切實際的幻想，據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，日前美國耶魯大學(xué)的科學(xué)家們已實現(xiàn)了這一目標(biāo)。 耶魯大學(xué)材料學(xué)家簡·施洛爾斯領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組證明，由他們制成的一種塊體非晶合金(BMGs)材料能夠像制作玻璃或塑料制品一樣吹膜成型，且不會犧牲其原有的強度和耐久性。相關(guān)論文已在線發(fā)表在國際材料學(xué)著名期刊《今日材料》雜志上。 
據(jù)介紹，這種材料由包括鋯、鎳、鈦和銅在內(nèi)的多種金屬構(gòu)成。其材料成本與高端鋼材大致相同，但加工成本卻和塑料一樣便宜。吹塑過程在低溫低壓下 進行，此時這種非晶合金會逐漸軟化，并能像融化的塑料一樣流動，但又不會像普通的金屬一樣出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，由此為后續(xù)的吹塑工作帶來了前所未有的便捷。為了達到并保持理想的精度和溫度，吹塑過程能在真空或液體中進行。 施洛爾斯說，目前金屬材料加工中面臨的關(guān)鍵問題就是如何避免不必要的摩擦，而對于這種合金材料來說則完全不存在這個問題，借助吹塑工藝就可以制 造出任意復(fù)雜形狀的物體，最小可到納米級。到目前為止，該團隊已經(jīng)用該材料制造出了無縫金屬瓶、表殼等外形較為簡單的物品和用于微機電系統(tǒng)（MEMS）的 微型諧振器以及生物醫(yī)學(xué)植入物等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的設(shè)備。這些材料的加工過程不到一分鐘，但強度可以達到普通鋼材的兩倍。 此外，通過吹塑法來加工塊體非晶合金，該團隊還將傳統(tǒng)金屬加工的三大步驟（成型、接縫、精加工）合為一步，從而免去此前繁瑣、費時、耗能的加工程序，在時間上新工藝最短只需一分鐘。 “這可能成為金屬加工的一種全新模式，”施洛爾斯說，“憑借其獨特的性能，它將有望成為一種極具潛力的新型材料，就如同當(dāng)年的合成塑料一樣，在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域引發(fā)一場革命。” 據(jù)了解，不久前蘋果公司與擁有該項專利的液體金屬科技公司簽署協(xié)議，獲準(zhǔn)在消費電子領(lǐng)域使用這項技術(shù)。或許在未來的幾年內(nèi)我們就能用上由該材料制成的筆記本電腦和手機。 |
