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我国科学家发现纳米金属“奇异”性能

2000-08-28 来源:光明日报 记者 李斌 沈路涛 我有话说

据新华社北京8月27日电发丝状的纳米铜,室温下冷轧竟从1厘米左右延伸到近1米,厚度也从1毫米变成20微米……不久前,中科院金属研究所的一个科研小组,在世界上首次直接观察到纳米金属材料具备的“奇异”性能——室温下的超塑延展性,从而标志着我国纳米材料研究再获新突破。

这一发现得到同行的普遍好评,论文也发表在世界权威刊物《科学》上。纳米材料“鼻祖”、德国科学家格莱特(H·Gleiter)教授认为,这项工作是“本领域的一次突破,它第一次向人们展示了无空隙纳米材料是如何变形的。”

传统金属材料在加工过程中易出现裂纹甚至发生断裂。如何使金属具有超塑性——可承受很大的塑性变形而不断裂,成为各国科学家面临的一道难题。十年前,格莱特教授曾预测:如果将构成金属材料的晶粒尺寸减小到纳米量级,材料在室温下应具备很好的塑性变形能力。

多年来,尽管预测得到了计算机模拟结果的肯定,但各国科学家的实验结果却令人失望。孔隙大、密度小、被污染等因素使绝大多数纳米金属在冷轧中易出现裂纹,塑性很差。

材料不过关,自然是巧妇难为无米之炊。35岁的卢柯研究员领导的小组首先利用新的制备工艺,合成出大量高密度、高纯度的纳米铜,其晶粒尺寸仅有30纳米,是常规铜的几十万分之一。进一步的冷轧实验中,他们兴奋地观察到了这种奇异现象:纳米铜在室温下可变形达50多倍而没有出现裂纹。

专家指出,“奇异”性能的发现,缩短了纳米材料和实际应用的距离,意味着和普通金属力学性能完全不同的纳米金属,在精细加工、电子器件和微型机械的制造上具有重要价值。

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