香港(gang)大學5月12日宣布,該校機械(xie)工程(cheng)系“超級鋼(gang)”研發團(tuan)隊與(yu)美國伯(bo)克利(li)大學合(he)作(zuo),近(jin)期在“超級鋼(gang)”抗破裂折斷能力,即韌(ren)性的(de)研究(jiu)上取得重大進展,效能高(gao)于目前的(de)航空(kong)及(ji)航天用鋼(gang)材。據團(tuan)隊介紹,“超級鋼(gang)”正申請多國專利(li),團(tuan)隊也(ye)計劃與(yu)業界合(he)作(zuo),首先(xian)在高(gao)強橋梁纜索、防彈衣和(he)汽車彈簧等方(fang)面制作(zuo)原型,進行測試,有(you)望把(ba)研發成果(guo)工業化和(he)商品化。
根據傳統的(de)(de)科學觀點,金屬(shu)的(de)(de)屈服強(qiang)度、延(yan)展性和韌(ren)性三種屬(shu)性有著此(ci)消彼長的(de)(de)關(guan)(guan)系,即(ji)提(ti)(ti)升其(qi)(qi)中(zhong)一種屬(shu)性的(de)(de)功能(neng)時,其(qi)(qi)余(yu)的(de)(de)一或兩種會相應(ying)降低,三者無法(fa)俱得(de)。在工業應(ying)用上,高端的(de)(de)鋼材(cai)(cai)必須具(ju)備良好的(de)(de)抗斷裂韌(ren)性,耐(nai)用之余(yu)也能(neng)避免構件提(ti)(ti)前失(shi)效導致意外(wai)。然而,提(ti)(ti)升鋼材(cai)(cai)強(qiang)度會降低其(qi)(qi)韌(ren)性,導致材(cai)(cai)料脆(cui)性增加,有關(guan)(guan)的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作十(shi)分艱巨。
香港(gang)大(da)學(xue)機械工程系教授黃明欣領導(dao)的(de)團(tuan)隊,與美(mei)國(guo)伯克利(li)大(da)學(xue)、美(mei)國(guo)勞倫斯伯克利(li)國(guo)家實(shi)驗室團(tuan)隊合作,通(tong)過增(zeng)加材(cai)料屈服強度,以啟動新的(de)增(zeng)韌(ren)機制,大(da)幅提(ti)高(gao)鋼(gang)材(cai)料的(de)韌(ren)性(xing),成(cheng)功令“超級鋼(gang)”在高(gao)端(duan)鋼(gang)材(cai)要求的(de)高(gao)強度、延展性(xing)和韌(ren)性(xing)3個重要指(zhi)標(biao)上均達高(gao)水平,其效(xiao)能比目(mu)前航(hang)空航(hang)天用的(de)馬(ma)氏(shi)體時效(xiao)鋼(gang)更(geng)高(gao),而(er)成(cheng)本(ben)卻只有其五分之一(yi)。
據介(jie)紹(shao),這種“超級鋼(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang))采用(yong)了“晶界分層開(kai)裂(lie)(lie)增(zeng)韌”機(ji)制,具有非常獨特的斷(duan)裂(lie)(lie)方(fang)式,在主(zhu)裂(lie)(lie)紋(wen)下方(fang),形成很(hen)多(duo)微(wei)小裂(lie)(lie)紋(wen),微(wei)小裂(lie)(lie)紋(wen)能(neng)有效(xiao)吸(xi)收由外力引(yin)致的能(neng)量,從而大幅提高鋼(gang)材的斷(duan)裂(lie)(lie)韌性。 要生產(chan)這種“超級鋼(gang)”,鋼(gang)廠(chang)需要改造現有的冷軋(ya)(ya)或(huo)熱軋(ya)(ya)設備,加入溫軋(ya)(ya)工序。