耐磨金属材料有哪些,耐磨金属材料排行榜!


【耐磨金属材料有哪些,耐磨金属材料排行榜!】如果你的汽车使用的是金属轮胎,那么美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories,简称SNL)设计的铂-金合金将是你的首选 。在胎面磨损前,你大概能围绕地球赤道跑上500圈 。
《先进材料》(Advanced Materials)杂志近日载文称,SNL的材料研究团队开发了一种可能是最耐磨的金属材料(铂-金合金),其耐久性是高强度钢的上百倍 。铂-金合金材料是首种耐磨性达到天然耐磨材料(钻石和蓝宝石)级别的合金 。论文作者之一、材料科学家尼克·阿希瓦伊(Nic Argibay)说:“对合金做某些根本性改变,可使金属材料性能有巨大提升 。”
虽然在人们的印象中,金属异常坚固,但在与其他金属的反复摩擦过程中(例如发动机),金属也会逐渐磨损、变形和腐蚀 。因此,必须为金属提供保护屏障,例如添加机油等 。在电子产品中,金属间的触点也需要采用类似的保护措施(特殊涂层) 。但这类涂层的价格很昂贵,并且也最终会磨损 。使用基于阿希瓦伊等设计的合金材料制成的涂层,或许可为此带来改变 。在前文提及的轮胎上添加铂-金合金涂层,“行驶”一英里后,只有一层原子会消失 。这种超耐用的涂层可为电子行业每年节省超过1亿美元的成本,并使电子产品更持久和可靠 。SNL工程师克里斯·诺德奎斯特(Chris Nordquist)说:“这种耐磨材料有助于我们突破电子产品的可靠性限制 。”
虽然铂-金的组合并不新鲜,但阿希瓦伊等的工程理念是全新的 。他们对传统理论提出了挑战,认为金属材料磨损和金属与热的反应有关,而非与硬度有关 。为此,他们精心设计了金属组分、比例和制造工艺来证明这一新理论 。论文第一作者、SNL博士后研究人员约翰·库里(John Curry)说:“传统合金主要通过减小晶粒尺寸来增加材料强度 。但在极端应力和温度条件下(尤其是金属已处于疲劳状态时),金属会粗化和软化 。但新开发的铂-金合金材料却能保持稳定性 。” 该团队的采用了一种依赖于计算工具的现代方法进行合金设计 。阿希瓦伊等通过模拟计算单个原子对材料的宏观特性的影响,最终找到了铂-金合金材料的组合 。
此外,库里等还意外发现,铂-金合金磨损时产生的类金刚石,对铂-金合金材料的惊人性能可能还有进一步的提升效果(在《碳》杂志中另文报道),并对大规模、低成本制造高级润滑剂有所帮助 。