科学家利用激光超声波技术精确测量材料弹性
科学家们在试验一种尖端的超声波技术时想出了一种测量微观尺度上的材料弹性的精确方法。该方法相当具有突破性。据悉,基于对声波在单个晶体上反弹的追踪,这一进展可能对下一代材料的开发产生重要影响并有可能应用于航空航天工程和医疗植入物领域。 钛合金的SRAS扫描 这一突破的意义跟构成金属合金等材料的微观晶体的复杂排列有关,这些晶体的大小和形状各不相同,其数量可达数百万。传统上,测量这些材料的应力和应变之间的关系即所谓的弹性矩阵需要将它们切开或生长出一个晶体。但这些技术并不能应用于科学上已知的每一种材料,如喷气式发动机中使用的钛合金。只有一小部分材料对其弹性进行了测量,这使得许多材料的确切属性不明。 “许多材料(如金属)是由小晶体组成的,”来自诺丁汉大学、这项研究的负责人Paul Dryburgh指出,“这些晶体的形状和硬度对材料的性能至关重要。这意味着,如果我们试图拉动材料,就像拉动弹簧一样,拉伸度取决于这些数百、数千甚至数百万晶体中每一个的大小、形状和方向。这种复杂的行为使得我们无法确定固有的微观刚度。100多年来,这一直是一个问题,因为我们一直缺乏足够的手段来测量这一特性。” |