香港(gang)大學(xue)5月12日宣布,該校機械工程系(xi)“超(chao)(chao)級鋼(gang)(gang)”研發團隊與美國(guo)伯克(ke)利(li)(li)大學(xue)合作(zuo),近期在(zai)(zai)“超(chao)(chao)級鋼(gang)(gang)”抗破裂折斷能力,即韌性的(de)研究上(shang)取(qu)得重大進(jin)展,效能高(gao)于目前的(de)航空及航天用(yong)鋼(gang)(gang)材。據(ju)團隊介紹,“超(chao)(chao)級鋼(gang)(gang)”正申請多國(guo)專利(li)(li),團隊也計劃與業界合作(zuo),首先在(zai)(zai)高(gao)強橋(qiao)梁纜索、防彈(dan)衣和汽車彈(dan)簧(huang)等方面制作(zuo)原型,進(jin)行測試,有望把研發成果工業化和商(shang)品化。
根據傳(chuan)統的(de)科學觀點,金屬(shu)的(de)屈(qu)服強度、延展性(xing)(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)(xing)三種屬(shu)性(xing)(xing)(xing)有著此消彼長(chang)的(de)關系,即提升其(qi)(qi)中一(yi)種屬(shu)性(xing)(xing)(xing)的(de)功能時,其(qi)(qi)余的(de)一(yi)或(huo)兩種會相應降低,三者無法俱得。在(zai)工(gong)(gong)業(ye)應用上,高端的(de)鋼材必須具(ju)備良好的(de)抗斷裂韌性(xing)(xing)(xing),耐用之余也能避免構(gou)件提前失(shi)效導(dao)致(zhi)意外。然而(er),提升鋼材強度會降低其(qi)(qi)韌性(xing)(xing)(xing),導(dao)致(zhi)材料脆性(xing)(xing)(xing)增加,有關的(de)研究工(gong)(gong)作十分(fen)艱巨。
香港(gang)大(da)學機(ji)械工(gong)程系教(jiao)授黃明(ming)欣領導的(de)(de)團(tuan)(tuan)隊(dui),與美(mei)國伯克利大(da)學、美(mei)國勞倫(lun)斯伯克利國家實驗室(shi)團(tuan)(tuan)隊(dui)合作,通過增加材料(liao)屈服強度(du),以啟動新的(de)(de)增韌(ren)(ren)機(ji)制,大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)材料(liao)的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing),成功令“超級鋼(gang)”在高(gao)(gao)端鋼(gang)材要求的(de)(de)高(gao)(gao)強度(du)、延展性(xing)和韌(ren)(ren)性(xing)3個重要指標上(shang)均達高(gao)(gao)水平(ping),其(qi)效(xiao)能比目前航空航天用的(de)(de)馬氏(shi)體時效(xiao)鋼(gang)更高(gao)(gao),而成本卻只(zhi)有其(qi)五(wu)分之一。
據介(jie)紹,這(zhe)種(zhong)“超(chao)級鋼(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang))采用了“晶(jing)界分層開裂(lie)增韌”機制,具有(you)非常獨特(te)的斷裂(lie)方式,在主裂(lie)紋下方,形(xing)成很多微小(xiao)裂(lie)紋,微小(xiao)裂(lie)紋能有(you)效吸收由外力引致的能量,從而大(da)幅提高鋼(gang)材的斷裂(lie)韌性。 要(yao)生(sheng)產(chan)這(zhe)種(zhong)“超(chao)級鋼(gang)”,鋼(gang)廠需(xu)要(yao)改造現有(you)的冷軋(ya)或熱(re)軋(ya)設(she)備(bei),加入(ru)溫軋(ya)工(gong)序(xu)。