美國桑迪亞國家實驗室工程師研發出世界上最耐磨金屬
[耐磨合金常被用于鉆頭等高精尖機械中, 上面這段時長約33分鐘的視頻, 講述了日本兩家企業的最強金屬VS最強鉆頭之戰, 背后折射出一個國家的技術研發水平。 ]
據美國媒體8月16日報道, 美國桑迪亞國家實驗室的工程師宣布, 他們研發出世界上最耐磨金屬——是一種鉑金合金, 其耐磨程度比原先世界上最耐磨最高強度的鋼高出100倍, 它的耐磨性可跟大自然中最耐磨的鉆石或藍寶石媲美。
工程師舉例說, 如果汽車車胎是由這種耐磨金屬制成,
桑迪亞國家實驗室是由美國能源部跟美國霍尼韋爾國際公司全資子公司桑迪亞聯合管理的多功能實驗室, 在美國新墨西哥州和加利福尼亞州都設有辦公室。
桑迪亞國家實驗室辦公地點
實驗室的材料科學家尼克·阿希瓦伊說, 過去為了防止金屬在工作中摩擦導致磨損, 需要在金屬連接處使用價格昂貴的潤滑油, 而他們研發出來的耐磨金屬, 在這方面的困擾就會小很多。
現實世界中, 有很多機器需要日復一日、年復一年的金屬擠壓和滑動, 一年下來金屬之間摩擦接觸可能高達數千萬甚至數億次。
阿希瓦伊估算, 這種超耐磨鉑金涂料每年可以為電子行業節省超過1億美元的材料費, 而且產品的質量更好、性能更可靠、使用時間也更持久。 他說, 耐磨涂料的用途很廣, 大到航空航天系統、風力渦輪機和雷達系統, 小到我們日常使用的手機。
據報道, 這種超耐磨鉑金的配料并不新鮮:90%鉑金+10%黃金。 這是各國科學家早就知道的“合金配方”, 但是, 桑迪亞國家實驗室在研發耐磨合金時采取的工藝是嶄新的, 工程師認為他們采用的是“21世紀最頂級最先進的智慧”。
傳統觀點認為, 金屬承受摩擦的能力, 取決于它的硬度。 不過, 桑迪亞國家實驗室工程師提出了新理論:金屬磨損是跟金屬對熱的反應有關, 而不是硬度。 他們發現, 很多傳統合金在疲勞狀態、極端壓力或溫度下, 就會變粗或變軟, 隨后磨損嚴重。 桑迪亞國家實驗室工程師由此著手進行了另一個賽道的研發, 從精心挑選金屬、組合比例和制造工藝入手, 證明了他們當初“耐磨性能跟溫度有關”的假想是正確的。
桑迪亞國家實驗室工程師
為了讓新型超耐磨鉑金合金的耐熱性能出色, 工程師采用的方法是“讓它自己生產自己的潤滑劑”——碳, 是世界上最好的人造涂料之一, 它們像石墨一樣光滑, 像鉆石一樣堅硬。 因此, 在研發制造新型超耐磨鉑金合金時,
新型超耐磨鉑金合金的外觀跟普通鉑金類似, 銀白色, 比純金要略微重一點。 在硬度上, 它跟傳統鉑金合金差不多, 但在耐熱性和耐磨性上比它們高出100多倍。 (撰稿/可可)