具有幾乎無限的溫度窗口的超彈性合金

日本東北大學(xué)的一組研究人員開發(fā)了一種新型的超彈性合金，具有幾乎無限的超彈性溫度窗口。他們在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文中描述了這種新合金的特性及其可能的用途。保羅·羅卡(Paulo La Roca)和馬科斯·薩德(Marcos Sade)與國立CNEA大學(xué)在同一期刊上發(fā)表了評論文章，概述了可彎曲合金的狀態(tài)以及日本團(tuán)隊(duì)的工作。

日常使用的大多數(shù)金屬都會彎曲形變。為了使它們恢復(fù)到原始形狀，通常需要外力，例如錘子砸。超彈性合金(也被稱為具有形狀記憶的金屬)可以在形變程度20％后，自動恢復(fù)原始形狀。La Roca和Sade指出，金屬中的超彈性可以用應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變來解釋。但是，此類合金有一個(gè)問題：它們只能在一定溫度范圍內(nèi)反彈到其原始形狀——超彈性的溫度窗口。

不幸的是，大多數(shù)這樣的窗口都很狹窄，限制了超彈性金屬在實(shí)際中的應(yīng)用。科學(xué)家希望發(fā)現(xiàn)可以在更寬的溫度范圍內(nèi)使用的合金，以應(yīng)用到諸如太空科學(xué)等(由于極端溫度)領(lǐng)域。

現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)了這種合金——一種具有幾乎無限超彈性窗口的合金。在測試過程中，發(fā)現(xiàn)其超彈性窗口為10到473 K(-263 C°到200 C°)，幾乎適用于所有自然環(huán)境。研究人員指出，該合金的熱膨脹率還非常低。

該團(tuán)隊(duì)在Fe-Mn-Al-Ni合金中添加鉻，創(chuàng)造出合金。結(jié)果還表明，使用這種方法可以控制熵的變化。新合金的熵變在測試中非常接近于零。研究人員還注意到，通過改變鉻的含量可以調(diào)節(jié)合金的屬性，這暗示了一個(gè)事實(shí)，該團(tuán)隊(duì)實(shí)際上創(chuàng)造了一類合金。