香(xiang)港大(da)學(xue)5月12日宣布,該(gai)校機械工程系“超(chao)級(ji)鋼”研(yan)發團隊與(yu)(yu)美國伯(bo)克(ke)利大(da)學(xue)合(he)作(zuo),近期在“超(chao)級(ji)鋼”抗破裂折斷(duan)能力,即韌性的研(yan)究上取得重(zhong)大(da)進展,效能高于(yu)目(mu)前的航空(kong)及航天用鋼材。據團隊介紹,“超(chao)級(ji)鋼”正申請多國專利,團隊也計劃與(yu)(yu)業(ye)界合(he)作(zuo),首先在高強橋(qiao)梁纜索、防彈衣和(he)汽車彈簧(huang)等方(fang)面制作(zuo)原型,進行測試,有望把研(yan)發成果(guo)工業(ye)化和(he)商品化。


根據傳統(tong)的(de)(de)科學觀點,金屬的(de)(de)屈服強度、延展(zhan)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)三種(zhong)(zhong)屬性(xing)(xing)有著(zhu)此消彼長(chang)的(de)(de)關系,即提(ti)升(sheng)其(qi)中一種(zhong)(zhong)屬性(xing)(xing)的(de)(de)功能時,其(qi)余的(de)(de)一或兩種(zhong)(zhong)會(hui)相應降(jiang)低,三者無法俱得。在工業應用上,高端的(de)(de)鋼(gang)材必須(xu)具備良好的(de)(de)抗斷裂韌性(xing)(xing),耐用之余也(ye)能避免構件提(ti)前失效導致意外。然而,提(ti)升(sheng)鋼(gang)材強度會(hui)降(jiang)低其(qi)韌性(xing)(xing),導致材料脆性(xing)(xing)增(zeng)加,有關的(de)(de)研究工作十分(fen)艱巨。


香(xiang)港大學機(ji)械工程(cheng)系教授黃明欣領(ling)導(dao)的(de)(de)(de)團隊,與美(mei)國(guo)(guo)伯克利大學、美(mei)國(guo)(guo)勞倫斯伯克利國(guo)(guo)家(jia)實驗室(shi)團隊合作,通過增加材(cai)料(liao)屈服強度,以啟動新的(de)(de)(de)增韌機(ji)制(zhi),大幅提高(gao)(gao)鋼(gang)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)韌性(xing),成功令“超(chao)級鋼(gang)”在高(gao)(gao)端鋼(gang)材(cai)要求的(de)(de)(de)高(gao)(gao)強度、延展性(xing)和韌性(xing)3個重要指標上均達高(gao)(gao)水平,其效能比目前航空(kong)航天用的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)時效鋼(gang)更(geng)高(gao)(gao),而成本卻只有其五分之(zhi)一。


 據介紹,這種“超級(ji)鋼(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang))采(cai)用(yong)了“晶界分(fen)層開裂(lie)增韌(ren)”機制,具有非常獨特的(de)(de)(de)斷裂(lie)方式,在主裂(lie)紋下方,形(xing)成很多(duo)微(wei)小(xiao)裂(lie)紋,微(wei)小(xiao)裂(lie)紋能有效(xiao)吸收由外力引(yin)致(zhi)的(de)(de)(de)能量,從(cong)而大幅提高鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)斷裂(lie)韌(ren)性。 要生產(chan)這種“超級(ji)鋼(gang)”,鋼(gang)廠(chang)需要改造現有的(de)(de)(de)冷(leng)軋或熱軋設備,加入溫軋工(gong)序。