新型金属材料

美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的专家们研制成一种新型的金属材料。这种材料可用作装甲和替代铍，披是一种强度高但有毒的金属，常用于要求严格的航空航天领域。

　　“我们开发的这种材料对环境没有污染，其强度与钢差不多，而比重只有钢的一半。”研究者之一、工程教授肯尼思·维基奥说，“它在冲击试验中表现出优异的性能，但我们认为其最大的潜力可能在于它的结构和性质可以量身订制衣满足各种应用特定工程要求的独特能力。”

　　这种新材料主要由铝和钛两种轻金属制成。研究人员改变了铝钛合金箔层并以一种廉价的节能工艺对其加压加热。所发生的反应生成了一种两层的层压材料：一个坚硬的陶瓷样铝化钛金属间层和一个柔韧的钛合金层。各层可以像1mm厚的书页一样堆叠并可在加热前裁成所需的形状。他们选用这种层压结构模拟了红鲍鱼的坚韧外壳。红鲍鱼是一种吃海草的软体动物，它通过一层层添加易碎的碳酸钙来建造自己的家，每层厚度约是一根人发粗细的1/1000， 夹在甚至更薄的蛋白质粘合剂层之间。“金属间相铝化钛是这种软体动物坚硬碳酸钙的补充物，而钛合金层模拟鲍鱼壳柔软的蛋白质层。”维基奥说。

　　为了试验这种新材料的防弹能力，研究人员以大约900m/s的速度将一根钨合金棒射入2cm厚的这种金属材料的样品中。结果钨合金棒只穿入样品厚度的一半。这说明这种层压材料具有有益的防弹能力。

　　美国专家们用相同的堆叠箔片技术已成功地将其他类型含钒、铬、锰、镍、钴和铁的金属箔片制成了层压材料。“这些新材料前景广阔，探索其可能的组合与潜在用途，还只是刚刚开始。” 维基奥说。

　　研究人员在研究报告中论述了层压材料各层中因加热前切掉部分箔片而产生的空腔。在一种情况下，用钢珠填满了空腔，钢珠可在一定限度内自由弹跳，可充当高效减震器。“这一减震特性在喷气发动机等易产生噪声震动的高性能应用中可能发挥极大的作用。” 维基奥说。

　　制作过程中嵌入金属或陶瓷导线还可以把电通路引入到这些层压材料中，而这些部件即可加强材料，又可用作内置传感器。另外，研究人员说，加入机械变形时可生成电荷的材料后，这种层压材料还可以进一步提高性能。反之，在施加一个电场时，这种所谓的压电材料也会变形。