中國礦業(yè)大學(北京)中俄動力學中心聯(lián)合俄科學家研發(fā)出抗極寒材料
http://ehavn.com  2024年12月5日  來源:中國礦業(yè)大學(北京)

    近日,俄羅斯衛(wèi)星通訊社報道了一項令人振奮的消息——中俄科學家研制出抗極寒材料,相關成果發(fā)表在學術期刊《納米材料》上。這種材料能夠在異常惡劣的低溫條件(-150℃)下,依然保持著極高的強度以及良好的可塑性。該成果誕生于俄羅斯莫斯科國立研究技術型大學及中國礦業(yè)大學(北京)聯(lián)合組建的科研團隊。包括“科技日報”“新華網”“人民網”“光明網”等國內主流媒體重點轉評了這一科技新進展。

  中國礦業(yè)大學(北京)中俄動力學中心科研團隊承擔了此項成果的聯(lián)合研發(fā),該中心成立于2010年,旨在推動數(shù)學方法和動力系統(tǒng)理論方法與工程問題的交叉研究。喬建永教授和王志強教授等長期研究動力系統(tǒng)混沌集的拓撲復雜性及其在斷裂力學中的應用,首次揭示了混沌集上“剩余集”的存在性和復雜性,為材料在極寒環(huán)境下斷裂裂紋擴展提供了動力學模型。圍繞這一學術思路,該中心與俄羅斯科學家長期合作,開展了一系列科學試驗研究,自中心成立以來,先后派出博士研究生2人,訪問學者2人次,接待俄羅斯專家來華十余人次,其中一人獲得中國政府“友誼獎”。

  2022年中心主任喬建永教授與俄羅斯諾貝爾通訊中心主任丘丘尼克V.M、俄羅斯莫斯科國立研究技術型大學教授烏沙闊夫I.V等學者聯(lián)合舉辦了“凝聚態(tài)物質中的物理現(xiàn)象”等國際大會,進一步加強了中心與俄方在科研、人才培養(yǎng)上的合作。

  2023年,中俄聯(lián)合團隊通過規(guī)避材料斷裂裂紋擴展“剩余集”的發(fā)育,研發(fā)了在-150℃仍保持韌性的低溫材料。這是一種在晶態(tài)金屬和金屬玻璃化合物的基礎上開發(fā)出的層狀復合材料。

  據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社報道,新材料在受到沖擊時也不會碎裂成許多碎片,這與晶態(tài)和非晶態(tài)金屬合金邊界上的特殊瞬變過程有關。在這一邊界出現(xiàn)裂紋會導致裂紋尖端前的原子躍遷,從而引起材料強烈的局部加溫。加溫后的金屬更具可塑性,會改變斷裂性,抑制裂紋擴展,規(guī)避材料斷裂裂紋擴展“剩余集”的發(fā)育,這使得樣本在低溫條件下仍能保持強度。

  正在研發(fā)的這種以晶態(tài)金屬和金屬玻璃為基礎的復合材料易于獲取,而且很容易加工改造。其制造技術基于不同成分材料的傳統(tǒng)焊接。團隊從理論和實驗上已確定了在各成分良好“關聯(lián)”的條件下金屬玻璃不會產生結晶的有效溫度。未來,團隊計劃改進這種復合材料的制造技術。團隊還將改善其成分,以提高低溫條件下的機械強度和抗輻射能力。這項成果可用于制造在低溫或超低溫條件下運行的機器部件和結構,在航天、低溫工業(yè)和極地領域擁有廣闊的應用前景。

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