科学家发现强度堪与钢媲美的铝合金
-独特锯齿状微结构赋予其超强性能
作者：常丽君
据美国物理学家组织网9月8日报道，一个国际研究团队发现了一种超强度铝合金，其强度可与钢材媲美，可用于航空航天、交通和建筑材料设计等领域。研究论文发表在《自然通讯》上。
这种合金的强度比以往的结晶金属还要高，科研人员利用澳大利亚显微镜与微量分析研究中心（AMMRF）的高端显微镜，检测了它的微观结构和性能。
利用X光断层摄影术进行的原子探测分析表明，该铝合金的最小结构是一种锯齿状结晶，每个小齿的直径仅为几十纳米，沿着锯齿之间清晰的分界线，周围簇集堆积着溶质原子。
AMMRF的彼得·利迪科特博士解释说，高强度源于两个因素。首先，锯齿内部合金元素的排列方式增加了错位容纳的能力，锯齿越小，材料性能越强。其次，锯齿之间的簇集原子限制了纳米晶体的生长，增加了锯齿的紧合性，能减少脆化和断裂。此外，研究人员还开发出了最新的原子方法，专门用于检验纳米尺度的晶体。
美国北卡罗莱纳大学的材料学教授朱云天（音译）说，由于该合金在不同的纳米水平互相结合形成了一种层级结构，使它们变得超强而且具有延展性，能抵抗很大压力而不易断。更重要的是，这种纳米结构的制造技术可以在多种金属上推广。
既要最轻，又要最强，开发新型轻合金在航空航天、交通运输和建筑方面都非常有用。研究人员表示，这种铝合金可用于设计高性能汽车和更加安全的飞机。目前，该小组正与美国国防部开展合作，研制装甲用的镁合金，镁是一种比铝还轻的金属元素。
该项目由美国北卡罗莱纳大学和加州大学、澳大利亚悉尼大学、俄罗斯国立乌法航空技术大学等国家的科研人员共同领导，目的是从原子水平理解并改良合金的属性及结构。
(科技日报) （常丽君）
