2008年9月25日
金属合金可以失败出人意料地在范围广泛的应用程序——从飞机引擎卫星手机——新的研究密歇根大学有助于解释为什么。
金属合金固体由至少两种不同的金属元素。元素通常是液体混合在一起,当他们“冻结”,变成固体,微小的晶体颗粒形式创建一个多晶材料。多晶材料是由多种晶体。
在每个颗粒的晶体,原子排列在一个周期模式。不过,这种模式并不完美。例如,一些地方的原子应该是空的。这些空的空间被称为空缺。每个元素的原子在合金晶格中利用这些漏洞。在这一过程被称为扩散,通过材料原子跳,改变其结构。
“这就像音乐椅Katsuyo桑顿说,密歇根大学助理教授材料科学与工程系。亚博网站下载亚博老虎机网登录“扩散发生在几乎每一个材料,材料可以降低因为扩散导致某些材料的结构的变化。”亚博网站下载
不同元素的原子,喜欢在不同的利率,因为他们一定会周围的原子具有不同的力量。桑顿和她的同事已经证明有一个更大的差异时跳率在不同的合金元素,有一个更明显的沿晶界扩散。这可能导致更快的退化。桑顿的合作者在这个项目是材料科学与工程博士生Hui-Chia Yu和安东Van der V亚博网站下载en,助亚博老虎机网登录理教授在同一个部门。
“在某些情况下,晶粒间扩散100倍高于普遍预期,”Thornton说。
“这是一个非常通用的发现,”她说。“这就是为什么这很重要。它适用于各种各样的材料。亚博网站下载它适用于多晶材料包括电子焊料等材料。”亚博网站下载
传统焊,锡和铅,是一种常见的合金连接计算机电路板和电子元器件产品。因为铅是有毒的,工程师正在设计新型无铅焊料。但是他们还没有找到一种有效的替代。团队的发现可能有助于解释为什么“锡须形成一些新的焊料。锡须对卫星造成伤害,例如。
“我们正试图应用这个理论须焊料的增长,”Thornton说。
这一发现表明,材料科学家可以与类似如果他们使用更持久的亚博网站下载合金金属原子跳率,或操纵内在跳率由其他机制。