據(jù)外媒報道,鎳是一種廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的金屬,可用于工業(yè)和高級材料加工業(yè)。如今,美國普渡大學(Purdue University)的研究人員創(chuàng)造了一種創(chuàng)新技術(shù),可用于制造新型鎳金屬,可能有助于未來生產(chǎn)救生醫(yī)療設(shè)備、高科技設(shè)備以及具備強大耐腐蝕保護部件的汽車。
(圖片來源:普渡大學)
普渡大學的技術(shù)涉及一種工藝,即在某些導電襯底上應(yīng)用高效電沉積工藝。對鎳金屬制造商來說,面臨的最大挑戰(zhàn)之一是處理金屬中晶粒相交的部分,即邊界區(qū)域,而傳統(tǒng)的晶粒邊界可增強金屬的強度,滿足高強度需求。
不過,晶粒邊界常常也是應(yīng)力集中點,是電子散射和腐蝕的易發(fā)部分。因此,此種邊界常常會降低金屬的延展性、耐腐蝕性和導電性。
另一種稱為孿晶邊界因為具有很高的層錯能,因而在鎳等金屬中不是很常見。普渡大學研發(fā)的單晶狀鎳含有高密度的超細孿晶結(jié)構(gòu),不過幾乎沒有傳統(tǒng)的晶粒邊界。普渡大學的研究人員已經(jīng)證明,此種獨特的鎳金屬可以提高強度、延展性和耐腐蝕性,而此種特性對于汽車、天然氣、石油和微型機電設(shè)備等多個行業(yè)的制造商來說都很重要。
普渡大學研究人員的解決方案是使用單晶襯底作為生長模板,結(jié)合設(shè)計的電化學配方,促進孿晶邊界的形成,并抑制傳統(tǒng)晶粒邊界的形成。此種高密度的孿晶邊界導致鎳金屬的機械強度超過2 GPa、低腐蝕電流密度為6.91 × 10-8 A cm-2以及高達516 kΩ的極化電阻。
普渡大學的該項技術(shù)可以應(yīng)用于半導體和汽車等行業(yè),此類行業(yè)正需要具備先進電氣和機械性能的金屬材料,用于制造(產(chǎn)品)。此種納米孿晶鎳可用作汽車行業(yè)、天然氣和石油行業(yè)的防腐涂料。
經(jīng)過精心設(shè)計,此種混合技術(shù)制成的新型鎳金屬可應(yīng)用于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)行業(yè),而MEMS醫(yī)療設(shè)備通常用于重癥監(jiān)護部門和其他醫(yī)院區(qū)域以監(jiān)測患者的狀況。在MEMS中,相關(guān)的壓力傳感器和其他尺寸較小的功能部件需要具備優(yōu)異的機械穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和化學可靠性的材料。