中國科學家借助硬質合金刀具製備出兼具超高硬度和熱穩定性的金屬材料

中國科學家近日在美國《科學》雜誌上報告說，他們藉助硬質合金刀具開發了一種工藝簡單、可控性強的加工技術，製備出的金屬材料兼具超高硬度與熱穩定性。研究人員指出，這一技術解決了納米金屬材料製備過程中普遍存在的無法同時提高硬度和熱穩定性的難題，具有重要的工業應用價值。

這種加工技術名為表面機械研磨處理，由中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家(聯合)實驗室研發。在實驗中，研究人員選擇鎳進行加工，結果獲得了具有小角度晶界、平均厚度20納米的納米層片結構，其硬度高達6.4吉帕斯卡，發生晶粒粗化的溫度要比以往加工的鎳材料至少高40開爾文，從硬度到熱穩定性均突破了此前加工技術的極限。

實驗室主任、中科院院士盧柯對新華社記者說，表面機械研磨處理是指將待處理的軸類金屬樣品固定並高速旋轉，利用硬質合金球形刀具從垂直於軸類樣品的方向壓入樣品表面一定深度，在適當潤滑條件下以一定的速度從樣品的一側向另一側相對運動，如此循環加工數次，可使樣品表層發生高應變速率和高應變梯度剪切塑性變形。

盧柯指出，這一技術工藝簡單，可控性強，可適用於鋁、鐵、鎳及其合金等多種工程材料，製備出的金屬材料兼具超高硬度和熱穩定性，可以提高材料的表層綜合性能和整體性能，因而具有現實的工業應用價值。

同期《科學》雜誌配發一篇“觀點”欄目文章說，盧柯實驗室展示的材料“非同尋常”，它“將為各類工業製造的基礎研究與潛在的技術應用打開新視野”。


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