金属玻璃

  这种新式金属玻璃被称为SAM2X5-630,拥有晶体结构,是用精铁提炼而成的金属玻璃,它可以被用于制造新式护甲,可以用于保护卫星免受流星撞击,也可以制作落地后无法摔碎的手机.研究人员利用气枪测试金属玻璃强度,发现其硬度是不锈钢的588倍,是用于建造身体护甲的碳化钨陶瓷的2倍.

  金属玻璃由于其极高的弹性模量、强度、硬度,良好的耐腐蚀性能等一系列优异的力学、物理和化学性能,在国防、空天等领域显示出了广阔的应用前景.以Vitreloy1 金属玻璃为例,其断裂强度约2 GPa,弹性极限达2%,断裂韧性约55 MPa·m - 1 /2.但另一方面,金属玻璃由于其长程无序结构,无法通过位错萌生等方式产生塑性变形,导致室温下拉伸延展性能较差.项目首席研究员安德烈·霍奇(Andrea Hodge)表示：在冲击载荷条件下,这种新式材料的表现相当好.我们能够在高速情况下观察到这种材料的弹性极限，这令我们深受鼓舞,同时可能给我们带来更多的研究机会。

  美国南加州大学工程师维罗妮卡·伊莱亚森(Veronica Eliasson)表示,这种材料不同寻常的化学结构令其如此坚硬,同时又富有弹性.她说:"像玻璃那样,它几乎没有内部结构,但你可以看到微小的结晶区,我们还不知道为何大块金属玻璃中如此少的结晶区在冲击载荷下会产生如此大的差异."

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  尽管这种新材料不够透明,还无法被用于制造超硬的玻璃屏幕,但其可以被用于制造移动设备的保护套,落地后可以反弹.举例来说,利用这种材料代替iPhone等智能手机的铝边和后壳,可以令设备的抗摔性大大增强.

  这种新材料是一种人工合成材料,又被称为块状金属玻璃.由于拥有特殊的化学结构,使得它具有超强硬度和弹性,大多数金属和合金中的原子都是高度组织性的晶体结构,而玻璃中的原子晶体结构却比较随机.

  为了制造新式材料,研究人员需要将精铁粉加热到630摄氏度,然后将其快速冷却.美国加州大学圣迭戈分校的研究人员利用放电等离子烧结工艺制造金属玻璃,将铁精粉放入石墨模具中,然后在1000大气压强环境中通电分离.