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你有没有把口香糖拉成细长的条状?实际上,大多数固体在不断裂的情况下可以拉伸 1% 或 2%。另一方面,超塑性合金在适当的物理应力下会伸长 200% 以上。超塑性使得这些合金特别适用于制造喷气发动机和高性能汽车(如右图所示的布加迪 EB110)中使用的薄而坚固的金属部件。但是材料科学家一直未能真正解释这种特性。嗯,也许直到现在。
在本周出版的《物理评论快报》杂志中,智利圣地亚哥大学的米格尔·拉戈斯提出了一种关于超塑性的新理论——到目前为止,该理论与对六种不同合金进行测试的所有数据都相符。他的想法涉及构成超塑性合金的微小晶体之间的空间或晶界。
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当超塑性合金被拉伸时,晶体在保持完整的同时相互争夺空间。但在它们的边界处,空位——或晶体结构中缺失的原子——有时会打开。拉戈斯认为,当单个晶粒相互挤压时,这些空位以闭环方式移动:两个晶粒之间出现一个空位,一个原子填充它,迫使另一个空位打开,依此类推。因此,空位像传送带一样在材料中移动,促进晶粒的运动而不会损坏它们。