我的世界宝可梦重铸复合金属如何合成

今天要聊的东西你肯定想不到，最轻的金属竟然能做到比很多钢铁还硬！ 没错，就是镁基复合材料。你知道吗？镁的密度只有钢的四分之一，差不多是铝的三分之二。但是前阵子有个研究成果，用 s a c 纳米颗粒增强的镁基复合材料，屈服强度竟然达到了七百一十兆帕， 这个数字什么概念呢？普通的钢材强度也就在两百到四百兆帕之间。哇，这反差也太大了吧！我一直以为轻的东西肯定不结实，就像泡沫塑料似的，一捏就碎，每这么轻怎么能变得这么强？ 这就是镁合金一直以来的痛点啊。镁本身确实很轻，但是他天生弹性，模量低，大概只有三十五到四十五 gpa， 而且强度和塑性很难同时兼顾。你就想象一下一根很轻的竹条，虽然能弯，但是稍微用力就容易断。 传统的镁合金就是这样，要么硬但是脆，要么软但是容易变形。那后来是怎么解决这个问题的呢？难道是往里面加东西吗？ 对，就是给他加强化体，相当于给镁合金装了骨架。现在主要有三类强化策略，各有优缺点。第一类是金属增强体，比如铜、镍这些金属。金属增强体听起来好像挺靠谱的，都是金属，应该能和镁融合的，不错吧？ 没错，金属增强体的润湿性很好，就像往粥里加枸杞，能均匀的混进去，不会结块，这样不仅能提升酶的弹性模量，还能改善塑性，让它不容易脆断。 但是问题也来了，这些金属本身密度不低，加进去之后，整个符合材料的重量就上去了，就失去了镁轻的优势，那这有点得不偿失啊，本来就是图它轻，结果加了金属变重了，那不如直接用铝合金算了。 所以就有了第二类陶瓷增强体。像 s a、 c a、 l、 o， d， 四 c 这些陶瓷的硬度特别高，能达到一千两百到三千七百 h v， 弹性模量也在三百到六百 g p a， 比镁本身高好多倍，而且陶瓷密度不高，不会太影响整体重量。 但这不是完美了吗？怎么还会有问题？陶瓷和金属的亲和力不好，就像往水里加油，很难融合到一起，如果处理不好，陶瓷颗粒和镁之间就会有缝隙，受力的时候容易从这里断裂，反而影响强度。 所以要解决陶瓷增强体的界面结合问题，得用一些特殊的工艺，比如表面涂层、原位合成之类的。 那第三类纳米碳增强体呢？听起来很高科技的样子。纳米碳增强体就是碳纳米管和石墨烯这些材料，它们的密度超低，差不多只有一克每立方厘米，比水还轻，但是强度能达到一百 gpa， 弹性磨量更是高达一 tpa， 相当于一根头发丝粗细的碳纳米管，能吊起一头大象。用它们来增强镁合金，既能保持轻量化，又能大幅提升强度和磨量， 这也太牛了吧！那为什么现在没有大面积应用呢？主要是成本太高了。碳纳米管和石墨烯的质备成本不低，而且要均匀分散到每合金里也不容易，就像往面粉里撒芝麻，要每一口都吃到芝麻，难度不小。 不过现在研究已经在往这个方向发力，未来成本降下来之后，应该会有更多应用。那之前你说的那个七百一十兆帕的突破，是用的哪一种增强体啊？ 是陶瓷增强体里的 s s a 纳米颗粒。研究人员用了粉末儿野金加热挤压的工艺， 把 s s a。 纳米颗粒均匀地分散到镁基体里，再通过热挤压细化晶粒，同时利用 o r one 强化机制，让纳米颗粒定住位错，阻止位错移动，这样材料就更难变形，强度自然就上去了。而且它们还解决了界面结合的问题， 让 s i c 和镁之间结合的更牢固，所以不仅强度高，延伸率还能达到百分之五十。这就很厉害了，既能硬，又能有一定的塑性。 原来如此，看来不是随便加点东西就行，得选对材料，还要用对工艺。那现在这种镁基复合材料已经用在哪些地方了？ 应用场景其实挺广的，最火的就是新能源汽车赛力斯问界系列单车每合金用量突破了二十千克。他们用一体化压住的每合金后，车体比铝合金减重百分之二十一点八。 你别小看这一点减重，整车减重百分之十，就能提升续航五到百分之八。现在电动车车主最在意的就是续航五到百分之八。现在电动车车主最在意的就是续航多了。那除了汽车，还有别的应用吗？ 航空航天领域用的更早，毕竟航空航天对减重的要求更高。导弹舱体用了镁合金之后能减重百分之二十五。卫星用了之后瘦身一百七十三千克，这能省不少燃料，还能让卫星携带更多有效载荷。 还有飞机的座椅框架、发动机支架，很多都是用镁合金做的，既轻又结实。我还听说人形机器人也在用镁合金。 对人形机器人的关节用镁合金比钢度比铝合金还高，也就是说在同样重量的情况下，镁合金的钢度更好，机器人运动的时候响应更快，动作更流畅。 还有医疗领域，用可降解的镁合金做骨钉，骨板植入人体之后，随着骨头愈合，镁合金会慢慢被人体吸收，就不用再做二次手术取出来了，而且生物相容性也很好。 这么看来，美肌复合材料的前景挺广阔的呀。那之前为什么不怎么听说呢？是不是因为价格太贵了？ 以前确实是美合金的价格比铝合金高，而且质备工艺复杂，成本也高，所以被当成贵族材料。不过现在价格趋势变了，二零二五到二零二六年，美铝价格比较跌到零点八的历史低位，现在美价已经低于铝价了，性价比优势一下子就凸显出来了。 那这么说，以后镁合金可能会取代很多铝合金的应用，也不能完全取代，毕竟铝合金的工艺更成熟，应用也更广泛。 但是在一些对轻量化要求高、性价比又敏感的领域，比如新能源汽车机器人，这些镁合金肯定会越来越普及，而且随着制备工艺的进步，成本还会继续下降。说不定以后咱们家里的家具、电子产品外壳都会用上镁合金， 想想就觉得神奇，以前只能在航空航天里看到的材料，以后可能会出现在咱们身边的每一个角落。是啊，从最轻的金属到最强的复合材料，这背后是无数科研人员的努力，也是材料科学的魅力所在。 以后咱们再看到那些又轻又结实的东西，说不定就是美肌复合材料做的。今天聊了这么多，我对美肌复合材料有了全新的认识，原来轻和强并不矛盾，只要找对方法就能实现完美结合。 没错，科技的进步就是这样，不断打破我们固有的认知，希望以后能看到更多这样的材料突破，让咱们的生活变得更轻更高效。好了，今天的节目就到这里，如果你也对这些新材料感兴趣，欢迎在评论区留言和我们交流，咱们下期再见！

猜个谜语，什么东西占了地球重量的百分之八，但用对了配方，能让强度一下子翻两到三倍，占地球重量百分之八，这可太多了，水不对，水没这个强度变化，空气更不对，是铝。 哎，你听我慢慢说。其实啊，他们用的都是铝，但是不是普通的铝，是一种叫金属基复合材料的黑科技材料。 金属基复合材料？听起来好专业啊，能给我解释解释不？简单来说，就是把一些增强材料，比如陶瓷颗粒均匀分散在金属肌体里，就像在蛋糕里均匀撒上巧克力豆一样，这样做出来的材料性能可比纯金属强多了。 你想啊，纯铝虽然轻，但是强度不够，容易变形，但是加了这些颗粒之后，强度一下就上去了。 哦，原来是这样，那为什么要选铝呢？这你就问到点子上了，铝在地壳里的含量高达百分之八，特别容易获得，而且本身重量轻，可塑性强，是做复合材料的绝佳选择。不过啊，这里面有个大难题。难题？什么难题啊？ 要是怎么把这些陶瓷颗粒均匀的分散在铝里面，你想啊，要是颗粒都堆在一起，那材料的性能肯定就不均匀了，有的地方硬，有的地方软，根本没法用。传统的铸造方法就经常出现这个问题，颗粒分布不均匀，润湿性也差，做出来的材料性能不稳定。 原来是这样，那他们是怎么解决这个问题的呢？这个研究团队就想出了一个办法，用改进的液态搅拌铸造法，还加了一个关键的东西，硅。 硅，就是咱们平时说的那个半导体材料。对，就是它，加了硅之后，能改善陶瓷颗粒和铝之间的润湿性，简单来说就是让颗粒更容易附着在铝里面，不会随便乱跑， 这样就能让颗粒分布的更均匀了。他们还做了两种配方的实验，一种是加碳化烯颗粒的，另一种是加氧化镁颗粒的。 那这两种配方做出来的材料性能有啥不一样吗？差别可大了。先说强度吧，两种材料的抗拉强度都比纯铝高了两到三倍，但是碳化硅的增强效果更好，强度提升的更多。 不过有得必有失，强度上去了，延展性就下来了。碳化硅的延展性比氧化镁的还要低，也就是说加了碳化硅的材料更脆一些，容易断。那韧性呢？就是抗冲击的能力， 这就是氧化钴的优势了，加了氧化钴的材料，冲击韧性还能稍微提升一点，但是加了碳化硼管的冲击韧性反而下降了。所以说啊，这两种材料各有各的好处，要看具体用在什么地方。听起来还挺有意思的，那这个经历尺寸是啥意思啊？ 经历尺寸就是材料里最小的晶体颗粒的大小，纯铝的平均经历尺寸是七百八十六微米，但是加了这些陶瓷颗粒之后，经历尺寸一下子就减小了百分之九十以上百分之五，重量比的时候减小的最多。 经历尺寸变小了，有啥好处啊？经历越小，材料的强度越高，韧性也越好，就像咱们盖房子，砖头越小，房子越结实一样。而且这些陶瓷颗粒还能充当晶核形成的核心，让经历长得更均匀。 哦，原来是这样，那这个研究成果能用到啥地方呢？应用可广了，航空航天领域就不用说了，飞机的零件需要轻，而且强度高，这个材料正好合适。还有汽车行业，用这种材料做车身和发动机零件，能减轻重量，降低油耗，还能提高安全性。 电子产品，比如手机、笔记本电脑的外壳，用这种材料的话，不仅轻便，还更耐摔。这么厉害啊，那这个研究对咱们普通人有啥影响不？ 当然，有了以后，咱们用的手机可能会更轻更耐摔，汽车会更省油，坐飞机也会更安全。而且啊，这种材料的成本比其他高强度材料低很多，更容易大规模生产，说不定以后咱们身边的很多东西都会用上这种材料。听起来真是一项了不起的研究啊，那这个研究还有啥不足之处吗？ 不足之处肯定有，比如延展性的问题，加了颗粒之后材料变脆了，这在一些需要柔韧性的地方就不太适用。 还有就是，虽然加了硅，改善了润湿性，但是怎么能让颗粒分布的更均匀，还有很大的提升空间。不过啊，这已经是一个很大的突破了，为以后的研究打下了坚实的基础。确实，科研就是这样，一步一步来不断突破。 对，而且这项研究的意义还不止于此，他为智备高性能铝基复合材料提供了重要的技术参考，解决了工业生产中的实际痛点，对提高材料性能，降低成本都有重要意义，以后说不定还能用到更多的领域，比如体育用品、军事装备等等。 那咱们普通人以后是不是也能用上这种材料做的东西啊，那肯定的，现在已经有些产品开始用了，比如高端的自行车车架，还有一些运动器材，以后会越来越多的，毕竟这种材料又轻又强，成本还不高，市场前景肯定特别好。 真期待啊，以后咱们的生活里能有更多这种黑科技材料。是啊，科技的进步就是这样，一点点改变咱们的生活。今天咱们聊的这个铝基复合材料就是一个很好的例子，从实验室里的研究到最终应用在咱们的日常生活中，这中间有很多科研人员的付出。 没错，真的要感谢这些科研人员，他们的研究让咱们的生活变得越来越好。对，所以啊，咱们平时也要多关注一些科技新闻，说不定哪天就能发现改变咱们生活的黑科技。 今天咱们就聊到这吧，如果你对这个话题还有啥疑问，或者有其他想了解的科技内容，欢迎在评论区留言。好嘞，咱们下次再聊。

这种金属我买得起吗？这是金属吸，是非常软的金属，主要用于电焊，你买得起？这种金属我买得起吗？这是铜水，买得起，而且是制作电线的主要来源。这种金属我买得起吗？这是软金属， 是新型复合材料，常用于建筑领域，你买它没有用。这种金属我买得起吗？这是记忆合金，是能记住自己原始形状的金属。你买得起？ 这种金属我买得起吗？这是金属夹，熔点非常低，常用于 led 灯，你家肯定有。这种金属我买得起吗？ 这是 b 晶体，氧化速度快，凝固后呈现彩虹光泽。你买得起。这种金属我买得起吗？这是你最喜欢的金属黄金。买得起，能买多少看你自己的实力。 这种金属我买得起吗？这是金属汞，可以溶解黄金，而且有毒，你买回去没有用。这种金属我买得起吗？这是白银，常用在工业，导电性极佳。你买得起？这种金属我买得起吗？这是金属钾，长得像奶酪，遇到水会发生爆炸，你买不起。

在燃烧的火山之巅，红莲凯奇如一尊移动的火焰雕像矗立在流淌的岩浆之上， 天空被火红的云霞染成一片赤烈的画布。他猛的挥舞右臂，一道炙热的火焰能量波呼啸着划破空气，将前方的岩石瞬间化为融融的液体。 随着身体微微跃起，铠甲的金属表面在火光中闪烁着冷硬的光泽，头部的火焰棕毛随着动作肆意摇曳，仿佛有生命般舞动。 深海之下的珊瑚礁世界里，巨潜艇在五彩斑斓的珊瑚丛中横行，蓝色的海水中，各色小鱼惊慌的从他身旁穿梭而过。 他挥舞着两只巨大的钳子左右移动，锋利的前刃在水中划出两道银色的弧线，时而猛的开合，发出咔哒咔哒的威吓声。 八只粗壮的蟹腿灵活的在礁石上爬行，黑豆般的眼睛警惕的转动着，扫视着周围的一切，显得异常灵动。 神秘的超能力遗迹中，古老的符文石板在地面上散发着幽幽微光，湖地悬浮在半空，周围漂浮着数个发光的能量体。 他双手缓缓举起，手中的银色汤池开始高速旋转，散发出耀眼的蓝光。身体周围的能量场不断扩大，形成一圈圈肉眼可见的连衣。 突然，他轻盈的向侧面一跃，躲开了无形的攻击，展现出与体型不符的敏捷身姿。炙热的熔岩平原上，岩浆喷泉不时喷发，将滚烫的岩浆抛向空中。 火爆兽站在这片炼狱般的土地上，双手各凝聚出一个篮球大小的火焰球，火焰在他掌心疯狂跳动， 他的身体左右晃动，头部的火焰随着动作熊熊燃烧，几乎要触及天空，猛的一跺脚，整个地面都随之震动，脚下的岩浆也泛起层层波纹，绚丽的火焰特效在他周身炸开，照亮了这片荒芜的土地。

比黄金还贵十倍的普通金属，藏着怎样的制造密码？航空巨头抢破头争夺，为何它的产量常年跟不上需求？为何一片巴掌大的金属片能撑起百万马力引擎的生死命脉？ 它不是普通零件，它是由百分之五十四的孽、百分之二十的硼、百分之三的钛、百分之二的铝铸造而成的航空发动机的涡轮叶片。 它的每一寸材料都藏着人类制造业的极限精度，每一道工序都在与高温、高压误差死磕。下面我来了解它是怎么铸造出来的。首先，利用专业软件设计涡轮叶片的三 d 模型，同时模拟组建所承受的机械硬力和热负荷。 设计完成后，会先制作一个金属磨具，但它并非直接用于铸造叶片的蜡膜。在蜡膜内部会嵌入陶瓷芯，以形成叶片的内部冷却通道。 这种陶瓷芯是将陶瓷粉末与粘结剂混合压缩后制成的，随后经过加热处理使其硬化、强化。接下来将融化的蜡注入包含陶瓷芯的模具中，形成嵌入陶瓷芯的完整叶片。蜡膜 之后，会通过射线照相和超声波检测方法检查该蜡膜，确保陶瓷芯定位准确。随后将蜡膜反复进入陶瓷浆料中，并撒上陶瓷粉末，以制作出厚实的陶瓷型壳。 型壳干燥后会将其放入高压腐一种高压容器中加热，去除内部的蜡，这样可以避免蜡受热膨胀导致陶瓷型壳开裂。 之后会使用特殊的蓝色染料对空型壳进行检测，排查是否存在裂缝或泄露。若型壳通过检验，会用陶瓷纤维保温材料将其包裹，防止溶融金属冷却过快，这可能会导致叶片内部产生裂缝。 随后将高温合金在惰性气体保护下或真空中融化，以防止其氧化。浇注前还会对型壳进行预热，以避免浇注熔融金属时因温差过大而产生热冲击。 熔融金属会填满型壳内的所有型腔，随后采用定向凝固技术，使其缓慢冷却。该技术能让金属从叶片尖端开始凝固。 金属完全凝固后，通过震动破碎陶瓷形壳，将叶片从柱间极群上切割下来。此时叶片表面较为光滑，但陶瓷芯仍会留在叶片内部， 必须将其移除。这一过程是通过特殊的苏打基溶液清洗实现的。清洗后会再次检查叶片，确认是否存在裂缝泄露或其他缺陷。之后会采用放电加工等精密技术，在叶片上钻至极小的冷却孔， 部分叶片还会涂上热胀陶瓷涂层，以进一步保护叶片表面免受极端高温的侵蚀。最后会进行最终检验， 确保叶片的尺寸和重量精度。这一点直观重要，因为涡轮叶片旋转速度极高，哪怕是微小的重量不平衡都可能引发震动，进而损坏引擎。当千锤百炼后，它才能跻身引擎核心，撑起航空航天领域的动力中枢纽。 而每一片叶片的编号背后都对应着一份加密检测报告，那些被引去的数据才是决定引擎寿命的关键。