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金屬具有“記憶”能力,能夠自動恢復(fù)形變
http://m.elbaloto.com 時間:2009/1/5 16:01:21 來源:無 點擊次數(shù):818

據(jù)報道,一根金屬彈簧放上一晚上就能完全變直,汽車車身上的撞痕只要用吹風(fēng)機吹吹就能消失,這聽起來似乎不可思議,但根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項研究表明,金屬完全可以具有這種記憶能力,自動恢復(fù)形變。
     
領(lǐng)導(dǎo)該研究的是美國伊利諾伊大學(xué)(University of Illinois at Urbana-ChampaignUIUC)的科學(xué)家,他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)加熱具有特定的微觀結(jié)構(gòu)的金屬膜時,金屬通常的永久形變特性就會改變,并且很快就能恢復(fù)成原來的形狀。論文高級作者、伊利諾伊大學(xué)力學(xué)與工程系教授和微納米技術(shù)實驗室(Micro and Nanotechnology Laboratory)成員Taher A. Saif表示,這就好像金屬具有記憶力一樣,知道自己是怎么變過來的。
      Saif
以及研究生Jagannathan RajagopalanJong H. Han的結(jié)論源于對鋁膜和金膜的研究。鋁膜厚度為200納米,長寬分別為300-360微米和50-60微米;金膜則分別為200納米、185微米和12-20微米。兩種材料中的金屬顆粒平均大小分別為65納米和50納米。Saif表示,金屬的類型并不重要,關(guān)鍵是金屬晶體中顆粒的大小和分布,要恢復(fù)成開始的形狀需要金屬中同時存在較大顆粒和較小顆粒,從而達到金屬膜脆度和柔度的平衡。顆粒既不能統(tǒng)一很小,也不能都很大,達到金屬膜厚度的三分之一至二分之一是比較理想的情況。
     
金屬膜微觀結(jié)構(gòu)的改變會使較大的顆粒產(chǎn)生可塑形變,而較小的顆粒則發(fā)生彈性改變,以適應(yīng)整體變化。這時如果順其自然,較小顆粒間的彈性能量就會逐漸釋放出來,迫使較大顆粒在一段時間后重新回到初始狀態(tài)。通過升高溫度可以縮短整個恢復(fù)形變過程的時間。
     
控制金屬薄膜的微觀晶體結(jié)構(gòu)可以減少電路中振蕩器和諧振器的能量損失。鑒于這兩種器件的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,Saif說,如果構(gòu)成這些器件的金屬膜顆粒大小在50納米到100納米之間,電能損耗將非常大。然而,如果這些顆粒做得更小,就能很大程度地減少這些損耗。

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關(guān)鍵詞: 屬、記憶能力、恢復(fù)形
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