不可忽视的暗流涌动---纳米碳化硅SIC可用于高强度超轻金属材料

来源：广州宏武材料科技有限公司专业生产纳米碳化硅颗粒和晶须发布时间：2018-01-05浏览量：次

编者注：纳米碳化硅介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，是首选的材料耐磨添加剂。纳米碳化硅SiC作为一种新型半导体材料，具有潜在的优点：如：禁带宽度大、热稳定性强、机械强度大、抗氧化和耐腐蚀等性能。这些特点使得它可以在高温、高压及苛性条件下具有广阔的应用,同时也可以作为陶瓷、金属及聚合物复合材料的理想增强增韧剂。

任何一种新技术都会经历由发展到成熟的过程，纳米碳化硅SiC也不例外。

加州大学洛杉矶分校的一个科研团队不久前研发出一种强度极高但重量超轻的新型金属。这种新型金属——精确地说是金属纳米复合材料——由加入纳米碳化硅粒子的镁构成，可以用来制造轻型的飞机、宇宙探测器、汽车，等等，并有助于提高这些设备的燃料效率。研究结果发表在《自然》期刊上。

镁的密度只有铝的三分之二，是最轻的结构性金属。碳化硅是一种超硬陶瓷，在工业制造中多用于切割刀刃。科学家认为纳米陶瓷粒子可以在不破坏金属可塑性的同时增加它们的强度，然而由于微小的粒子具有相互吸引的特性，纳米陶瓷粒子在加入液态金属后更倾向于凝聚在一起，而不是均匀地分散开。此前没有科研团队能够成功将陶瓷纳米粒子分散在熔化的液态金属中。

该校亨利·萨缪理工程和应用科学学院的科研人员找到一种新的途径使纳米粒子稳定地均匀分散在液态金属中。为了制造这种新型金属，科研人员将纳米陶瓷粒子分散在液态的镁锌合金中，使它们依靠自身动能分散并避免了相互凝聚。它们还使用了一种高压扭转技术进一步增加金属的强度。凭借这种方法，研究人员将大量小于100纳米的碳化硅粒子均匀地加入到镁当中，增加了镁的强度、刚度、可塑性和耐热性。

这种新型金属所展示出的比强度和比模量均打破了纪录。所谓比强度即材料断开时单位面积所承受的力除以其表观密度，比强度越高表明达到相应强度所用的材料质量越轻。而比模量即材料的模量（指材料在受力状态下应力与应变之比）与密度之比，是衡量材料承载能力的重要指标。通过将物理学和材料加工学相结合，使纳米粒子均匀而密集地分散在金属中，为提高不同金属的性能以使它们满足当今社会提出的能源和可持续性方面的要求铺平了道路，新型金属家族具有颠覆性属性和功能，该研究结果只是揭开了其潜在价值的面纱而已。

本文摘自中国航空报，略有修改。

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