美開發出可吹塑成型的合金材料

據《科技日報》近日報道，幾十年來，科學家們一直試圖找到或制造出這樣一種材料，既能像塑料一樣具有良好的可塑性和較低的加工成本，又能像鋼一樣具有很好的強度和耐久性。這并非不切實際的幻想，據美國物理學家組織網3月2日報道，日前美國耶魯大學的科學家們已實現了這一目標。
    耶魯大學材料學家簡·施洛爾斯領導的一個研究小組證明，由他們制成的一種塊體非晶合金(BMGs)材料能夠像制作玻璃或塑料制品一樣吹膜成型，且不會犧牲其原有的強度和耐久性。相關論文已在線發表在國際材料學著名期刊《今日材料》雜志上。
    據介紹，這種材料由包括鋯、鎳、鈦和銅在內的多種金屬構成。其材料成本與高端鋼材大致相同，但加工成本卻和塑料一樣便宜。吹塑過程在低溫低壓下進行，此時這種非晶合金會逐漸軟化，并能像融化的塑料一樣流動，但又不會像普通的金屬一樣出現結晶現象，由此為后續的吹塑工作帶來了前所未有的便捷。為了達到并保持理想的精度和溫度，吹塑過程能在真空或液體中進行。
    施洛爾斯說，目前金屬材料加工中面臨的關鍵問題就是如何避免不必要的摩擦，而對于這種合金材料來說則完全不存在這個問題，借助吹塑工藝就可以制造出任意復雜形狀的物體，最小可到納米級。到目前為止，該團隊已經用該材料制造出了無縫金屬瓶、表殼等外形較為簡單的物品和用于微機電系統（MEMS）的微型諧振器以及生物醫學植入物等結構較為復雜的設備。這些材料的加工過程不到一分鐘，但強度可以達到普通鋼材的兩倍。
    此外，通過吹塑法來加工塊體非晶合金，該團隊還將傳統金屬加工的三大步驟（成型、接縫、精加工）合為一步，從而免去此前繁瑣、費時、耗能的加工程序，在時間上新工藝最短只需一分鐘。
    “這可能成為金屬加工的一種全新模式，”施洛爾斯說，“憑借其獨特的性能，它將有望成為一種極具潛力的新型材料，就如同當年的合成塑料一樣，在相關工業領域引發一場革命。”
    據了解，不久前蘋果公司與擁有該項專利的液體金屬科技公司簽署協議，獲準在消費電子領域使用這項技術。或許在未來的幾年內我們就能用上由該材料制成的筆記本電腦和手機。