中國(guó)打造世界強(qiáng)度較高鎂設(shè)立資金屬玻璃

中國(guó)科學(xué)院金屬所徐堅(jiān)研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究組新近研制出目前世界上強(qiáng)度較高和具有強(qiáng)玻璃形成能力的鎂合金，這一研究進(jìn)展使中國(guó)在此領(lǐng)域躍居全部先進(jìn)水平，對(duì)推動(dòng)鎂設(shè)立資金屬玻璃作為新一類輕質(zhì)高度度材料的應(yīng)用具有重要意義。

　　與多晶體金屬材料相比，非晶態(tài)(亦稱玻璃態(tài))結(jié)構(gòu)的金屬材料具有高度度、耐腐蝕等優(yōu)異性能。發(fā)展低成本、高性能、易于鑄造成大尺寸塊體材料的新型合金是始終是各國(guó)學(xué)者孜孜以求的目標(biāo)，同時(shí)也是擁有材料較終實(shí)用化知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵。

　　20世紀(jì)90年代初，日本科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)“鎂-銅-釔”三元合金可采用銅模澆鑄形成直徑4毫米的金屬玻璃圓棒。2000年進(jìn)一步推出含有貨品鈀的鎂合金，銅模澆鑄金屬玻璃圓棒的直徑達(dá)到7毫米。鎂設(shè)立資金屬玻璃的斷裂強(qiáng)度可達(dá)到770MPa，是普通工業(yè)鎂合金的2-3倍，比強(qiáng)度可達(dá)到3.5′105N×m×kg-1，超過工業(yè)用鋁合金和鈦合金。
　　中國(guó)科學(xué)院金屬研究所“沈陽材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室”徐堅(jiān)研究員的研究組，在國(guó)家自然科學(xué)設(shè)立資金的資助下，研究出目前世界上玻璃形成能力較強(qiáng)的鎂合金，銅模澆鑄的金屬玻璃圓棒直徑可達(dá)到9毫米。這一研究結(jié)果在《材料研究雜志》(J.Mater.Res.,vol.18,2003,p.2288)上發(fā)表。

　　在此基礎(chǔ)上，他們還與美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)E.Ma教授合作，發(fā)展了一種鐵顆粒彌散分布于金屬玻璃基體上的內(nèi)生復(fù)合材料，材料的壓縮斷裂強(qiáng)度達(dá)到1000MPa，同時(shí)斷裂前的塑性應(yīng)變約為1%，材料的強(qiáng)度與塑性指標(biāo)均為玻璃態(tài)鎂合金從未有過，該項(xiàng)成果在申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利之后，登載于《應(yīng)用物理快報(bào)》。