城大發現超彈性合金 適用於航天工程

2022-02-18 00:00
「高熵艾林瓦合金」可在溫度轉變下維持彈性,楊勇指尤其適用於航天工程上。
「高熵艾林瓦合金」可在溫度轉變下維持彈性,楊勇指尤其適用於航天工程上。

(星島日報報道)一般金屬在加熱時便會軟化,導致性能下降,城市大學的研究團隊發現一種超彈性合金,其剛度(彈性模量)不會隨溫度變化,更幾乎沒有能量損耗。負責研究的機械工程學系教授楊勇指,新合金可廣泛應用於航天工程裝置和機械上,潛力甚大。

名為「高熵艾林瓦合金」的超彈性合金,是城大工學院、物理學系學者組成的研究團隊,首次發現該合金被加熱至攝氏一千度時,其剛度與在室溫時一樣,甚至稍有增加。負責項目的城大教授楊勇表示,結果是史無前例,顛覆了所有人的認知,「多數金屬遇熱時會膨脹並軟化,但該合金即使膨脹,其彈性也沒有減少。」
極端溫差下保持堅固

研究團隊亦發現,「高熵艾林瓦合金」不會耗散能量,所以不會產生熱能,導致裝置發熱故障,適用於製作高精準度的儀器,例如表和精密計時器等。楊勇形容,該合金極具潛力,特別是用於航天工程上,「例如月球表面溫度可高至攝氏一百二十二度及低至零下二百三十二度,而該合金於極端環境中都能保持堅固和完整,因此非常適合應用於太空任務中,須在巨大溫差環境下運作的機械。」

團隊拆解該合金並分析其原理,發現它擁有獨特、高度扭曲的晶格結構,以及複雜的原子級化學元素分布,可阻止位錯移動,因此展現出極佳的彈性應變極限,目前已為發現申請專利,並在國際知名學術期刊《自然》上發表研究結果。今次研究亦獲北京高壓科學研究中心及法國里昂大學的學者參與,並獲本港的研究資助局、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目,以及台灣的中央研究院前瞻計畫資助。
 

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