当前位置: 金属 >> 金属发展 >> 首次发现金属裂纹可自修复,或将引发一场工
科学首次发现了金属片在没有任何人工干预的情况下裂开,然后又重新融合在一起的现象,这一过程颠覆了基本的科学理论。如果能够利用这种新发现的现象,它将带来一场工程革命——实现发动机的自我修复、逆转桥梁和飞机磨损造成的损坏,使其更加安全和持久,具有划时代的意义。
桑迪亚国家实验室和德克萨斯农工大学的研究人员首次观察到金属碎片在没有任何人为干预的情况下破裂然后重新融合在一起,这为潜在的工程革命打开了大门。
人们相信,如果加以利用,这种新发现的现象可能会带来自我修复的发明和结构,例如发动机、桥梁甚至飞机,从而扭转磨损和撕裂损坏,使它们更安全、更耐用。
“我们已经证实,金属具有其固有的、自然的自我修复能力,至少在纳米级疲劳损伤的情况下是这样,”博伊斯说。
自愈金属背后的科学
疲劳损坏是机器故障的常见原因,当由于重复的应力或运动而形成微观裂纹并扩展时,就会发生疲劳损坏。研究小组看到这些微小的骨折在他们眼前消失了,没有留下以前的损伤痕迹。
“从电子设备中的焊点到汽车发动机,再到我们行驶过的桥梁,这些结构经常会因循环载荷而出现不可预测的故障,从而导致裂纹萌生并最终断裂,”博伊斯补充道。
“当它们确实出现故障时,我们必须应对更换成本、时间损失,在某些情况下甚至是人员伤亡。
这一发现挑战了传统材料理论,现任德克萨斯农工大学教授迈克尔·德姆科维奇(MichaelDemkowicz)提出的理论表明,在特定条件下,金属可以焊接闭合由磨损引起的裂纹。这一概念在综合纳米技术中心的一项实验中无意中得到了证实,该中心是由桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的能源部设施。
然而,虽然在真空中的纳米晶金属中观察到自愈过程,但可能不适用于空气中的传统金属。需要更广泛的研究来确定这种现象在制造环境中的普遍性和实用性。
尽管如此,由于它还处于研究的早期阶段,这一突破仍然具有巨大的潜力。相信在科学家的不断努力下,这一发现将使材料科学前沿实现巨大飞跃。