有了VFA,還怕焊不上?
材料牛注:如何將兩種難焊材料焊在一起?如何在焊接過程中不使材料的強度降低?這些一直是困擾材料科學家的老大難問題。俄亥俄州立大學的科學家研制出一種新型焊接技術,有了它,這些都不叫個事兒!
近幾十年,科學家們研制出強度日漸提高的材料,但連接兩塊材料的焊接技術的發展卻跟不上節奏,接縫的存在時常讓材料的高強度特性蒙灰。現如今,科學家們發明了一種新技術,能夠將先前難以焊接的兩種材料焊在一起。
經科學家在微觀水平上扭曲過的金屬材料通常強度更高。但其復雜的微觀結構卻至少受到部分損害,在高溫下對其進行焊接時,就會嚴重降低其強度。
日前,俄亥俄州立大學的科學家們研制出一種新型焊接方法:蒸發箔制動焊(VFA,vaporized foil actuator)。它的原理非常簡單:一個短促的電脈沖穿透薄鋁箔,鋁箔在幾微秒的時間內蒸發,形成一股強熱氣,在每小時數英里的速度下推動兩塊金屬材料結合在一起。
這些被焊的金屬材料自身不會熔化,熱氣的強大沖擊足夠讓兩塊金屬發生原子間的結合。將焊接好的材料置于顯微鏡下觀察,其顯微結構呈現波紋狀,兩種金屬之間互相包覆。這項技術發表在2015年材料科學與技術會議記錄上。
這種技術確實能夠節省大量能量,但更重要的是,它能夠保全被焊材料的高強度,同時將焊接處的強度提高50%。到目前為止,該團隊已將這種技術用于銅、鋁、鎂、鐵、鎳和鈦之間的焊接。
這項技術將吸引致力于研究高強度材料的工程師的興趣,也對減輕飛機、汽車或其他設備的重量大有助益。
原文鏈接:A New Technique Can Weld Together Un-Weldable Materials
文獻鏈接:Making cars of the future stronger, using less energy
本文由材料人編輯部月亮提供素材,張文揚編譯,點我加入材料人編輯部。
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