南理工一成果让“钛”金属更完美

南理工一成果让“钛”金属更完美

  • 2015年11月16日 15:06
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:钛精矿 钛铁 海绵钛 钛白粉
[导读]要么韧性很好但强度不够,要么强度够了韧性又不行,被称为“21世纪金属”的“钛”在强度和韧性方面总是不能两全其美。昨天,南京理工大学传出消息,该校材料科学与工程学院朱运田教授团队经过多年努力,终于找到了两全方法。国际顶尖学术期刊《美国国家科学院院刊》近日发表了他的...

要么韧性很好但强度不够,要么强度够了韧性又不行,被称为“21世纪金属”的“钛”在强度和韧性方面总是不能两全其美。昨天,南京理工大学传出消息,该校材料科学与工程学院朱运田教授团队经过多年努力,终于找到了两全方法。国际顶尖学术期刊《美国国家科学院院刊》近日发表了他的这项最新研究成果,该成果使得可随意变形又不易磕坏的纯钛牙套有望面市。

“钛”金属虽然没有钢、铁的知名度高,但由于密度低、很轻,近年来被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、医疗等领域,逐渐走进了公众的视野。

据介绍,强度和塑性是衡量金属材料优劣与否的两大重要力学性能。所谓强度,是指在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。所谓塑性,是指在外力作用下产生塑性变形而不致引起破坏的能力。

“金属的强度和拉伸塑性通常取决于其内部晶粒尺寸的大小。传统的粗晶一般具有较大的拉伸塑性,而当晶粒尺寸减小至纳米尺寸时,其强度在显着提升的同时,也丧失了几乎全部的拉伸塑性。”朱运田介绍,如何能够通过一种有效的技术手段,让钛同时获得超细晶的高强度、粗晶的大拉伸塑性就成了世界材料科学家们一直在研究的课题。

通过反复试验,朱运田团队在钛金属中设计了一种全新的微观结构,以高强度的超细晶“硬”层为基体,上面铺上粗晶“软”层,终于实现钛的高强度与可塑性的完美结合。尤其令人惊喜的是,这种全新的钛金属结构,通过工业上最普遍的成型技术就可以实现。

“这意味着,该成果在工业上已具备规模化生产和应用的前景。”朱运田团队李玉胜老师举例,由于钛是生物兼容性最好的金属,和人体器官间没有排斥,所以是牙套等医疗器械的首选材质,但又因为钛的强度不够,牙套经常会被硬物磕坏,目前的方法是在钛金属中加入其他合金材料以达到所需强度,“将来如果用上纯钛,对人体的健康将更有利。”

  • [责任编辑:Mango]

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