金屬所制造：更“強”的多孔泡沫金屬

材料牛注：中科院金屬研究所的研究團隊用腐蝕方法將孔隙引入到金屬材料中，制備出更輕更強的新材料。

材料中氣孔或者孔隙的形成通常會降低其承載能力。傳統的泡沫或者多孔材料的強度（單位橫截面積所受到的壓力）遠遠的低于密實的材料。

最近，來自中國科學院金屬研究所（IMR）的科研人員認為并非如此。該團隊將一種金屬材料的一半體積通過腐蝕的方法去除形成空孔。結果發現該材料比普通材料要輕，而強度卻要高上7倍。

該研究中所使用的腐蝕方法為脫合金元素腐蝕。在腐蝕期間，原金屬中活潑的部分被溶解，不活潑的部分產生腐蝕生成物。如果原金屬的組成排列合適，腐蝕生成物（稱作納米多孔金屬）可以保持原金屬的外形以及內部的納米多孔結構，類似于一種納米絲的內部連接網絡。因為納米絲理論上可以增加強度，推測納米多孔金屬具有很高的強度。然而，在腐蝕過程中的高密度裂紋的生成以及生成的防粗化的納米多孔結構具有不穩定性導致了預計實驗結果的高強度被抑制了。

為此，IMR研究小組在腐蝕之前通過增加少量的鉑到金銀合金中抑制了結構的粗化，在合適的電化學條件下進行腐蝕防止裂紋的生成，采用這種方式，研究團隊成功的合成出了穩定、優良的的無裂紋納米多孔樣品，強度顯著的增強了。新材料的強度（有345MPA）比傳統的多孔金屬還要大，甚至比原金屬（50MPA）大，盡管材料的一半（Ag）已經被腐蝕了。換句話說，腐蝕造成了50%相對密度的減少，而強度增加了7倍，比強度增加了一個數量級，這與普通狀況下材料的強度嚴重的下降形成了鮮明的對比。

研究團隊認為這些高強度納米多孔金屬不僅可以應用于機械領域，其機械穩定性和巨大表面積在功能應用領域應該也有很大的應用前景。

本文參考鏈接。

感謝材料人網編輯部顧玥提供素材。