金属所制造：更“强”的多孔泡沫金属

欧洲足球赛事 注：中科院金属研究所的研究团队用腐蚀方法将孔隙引入到金属材料中，制备出更轻更强的新材料。

材料中气孔或者孔隙的形成通常会降低其承载能力。传统的泡沫或者多孔材料的强度（单位横截面积所受到的压力）远远的低于密实的材料。

最近，来自中国科学院金属研究所（IMR）的科研人员认为并非如此。该团队将一种金属材料的一半体积通过腐蚀的方法去除形成空孔。结果发现该材料比普通材料要轻，而强度却要高上7倍。

该研究中所使用的腐蚀方法为脱合金元素腐蚀。在腐蚀期间，原金属中活泼的部分被溶解，不活泼的部分产生腐蚀生成物。如果原金属的组成排列合适，腐蚀生成物（称作纳米多孔金属）可以保持原金属的外形以及内部的纳米多孔结构，类似于一种纳米丝的内部连接网络。因为纳米丝理论上可以增加强度，推测纳米多孔金属具有很高的强度。然而，在腐蚀过程中的高密度裂纹的生成以及生成的防粗化的纳米多孔结构具有不稳定性导致了预计实验结果的高强度被抑制了。

为此，IMR研究小组在腐蚀之前通过增加少量的铂到金银合金中抑制了结构的粗化，在合适的电化学条件下进行腐蚀防止裂纹的生成，采用这种方式，研究团队成功的合成出了稳定、优良的的无裂纹纳米多孔样品，强度显著的增强了。新材料的强度（有345MPA）比传统的多孔金属还要大，甚至比原金属（50MPA）大，尽管材料的一半（Ag）已经被腐蚀了。换句话说，腐蚀造成了50%相对密度的减少，而强度增加了7倍，比强度增加了一个数量级，这与普通状况下材料的强度严重的下降形成了鲜明的对比。

研究团队认为这些高强度纳米多孔金属不仅可以应用于机械领域，其机械稳定性和巨大表面积在功能应用领域应该也有很大的应用前景。

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感谢材料人网编辑部顾玥提供素材。