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“超弹性”形状记忆材料问世了!!!
2017-11-08 09:28:07 作者:本网整理 来源:材料科技在线

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    材料科学与工程系教授Seok-Woo Lee及其同事已经发现了存在于一种材料中的超弹性形状记忆特性,由于这一特性,这种材料可被应用在最恶劣的条件下(如最外层空间)。图片来源:由Peter Morenus提供


    康涅狄格州立大学(UConn)材料科学与工程系研究员Seok-Woo Lee及其同事已经发现了某种材料中存在的超弹性形状记忆性能,由此该材料可以在最恶劣的条件下(如外太空)用作致动器,这也可能是在全新的形状记忆材料中的首次伟大发现。


    如果你曾经戴过牙套或者佩戴过眼镜,那么你可能已经接触过形状记忆材料了。随着在消费产品领域的广泛应用,例如在玻璃制品方面“非易碎”框架的应用和桥梁等民用工业结构中的应用,具有形状记忆特性的材料即使在显著变形后,通过磁力或热量可以使其恢复到其原始形状。


    Seok-Woo Lee(普惠公司材料科学与工程系助理教授)研究了钙铁砷(CaFe2As2),它是一种金属间化合物,因其新颖的超导特性而闻名。该材料通常用于高温超导体的应用,科研人员对其已经进行了广泛的研究,已经研究过了该化合物的超导性和磁性。受到保罗?坎菲尔德(Paul Canfield)美国能源部艾姆斯实验室(Ames Laboratory)在钙铁砷材料电子性能方面的先前研究的启发,Seok-Woo Lee开始着手测量该材料的高压敏感性和应变敏感性,以将其作为结构材料的潜在应用对象。


    与康涅狄格州立大学(UConn)的研究生和本科生团队以及艾姆斯实验室、德雷克塞尔大学和科罗拉多州立大学的合作者一起,Lee发现CaFe2As2材料不仅能展现出“反弹”回到原始形状的能力,还表现出了“巨大的超弹性”。通常情况下,一旦去除了压缩力,普通金属合金或金属间化合物只能恢复预变形形状的0.5%,而CaFe2As2却可以恢复预变形形状的13%以上。


    除了晶体巨大的恢复能力之外,研究小组还发现了砷化钙铁的超高强度和显著的抗疲劳性,如果用作结构材料,其可保证结构性能和结构的完整性。在非常寒冷的温度下测试CaFe2As2时,他们还注意到了其另一个独特的特性。当测试温度低至50开尔文或约-370华氏温度时,科研人员证实了该材料还存在形状记忆效应。这一发现有可能会促进科技的发展,用于深空行程时其在低温下可以改变形状。


    但使Lee感到兴奋地事是:通过对CaFe2As2研究所得的这些发现,对于与砷化钙相同的家族中的其他材料进行研究的话,它们可能也拥有这些特性。


    Lee说:“我们的科研结果可以应用于超过400种类似的材料,这一发现为超弹性材料开辟了一个全新的研究领域。”我们看到我们的研究结果有很大的发展潜力,其可以被应于同行科学家未来的研究工作中,也可以被应用于新技术发展的工业之中“。


    该科研结果于10月20日发表在了”Nature Communications“杂志上,其标题为”CaFe2As2的超弹性和低温线性形状记忆效应“。

 

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