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2021年，一款用于拔插SIM卡的蘋(píng)果取卡針在蘋(píng)果官網(wǎng)上架，高達(dá)60塊錢的售價(jià)引發(fā)網(wǎng)友吐槽。實(shí)際上，最近幾代的蘋(píng)果手機(jī)的取卡針的針頭并非普通不銹鋼，而是鋯基非晶合金，相比之前的材質(zhì)更加堅(jiān)硬、有韌性。這種材質(zhì)正是材料界炙手可熱的非晶合金的一員，具有種高彈性，高硬度，較高斷裂韌性等特殊性能，這也是太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院?jiǎn)态B威教授團(tuán)隊(duì)一直研究的新型高端材料。
近日，喬珺威教授團(tuán)隊(duì)在《材料科學(xué)工程A》刊發(fā)論文《在納米壓痕中通過(guò)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用冷熱循環(huán)方法得出塊狀非晶合金最大剪切應(yīng)力臨界值的準(zhǔn)則》，太原理工大學(xué)研究生張浩為論文第一作者。
非晶合金具有長(zhǎng)程無(wú)序的原子結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，極高的強(qiáng)度、硬度和斷裂韌性，和優(yōu)良的彈性極限。在電動(dòng)汽車的傳感器、濾波器，牙齒骨骼的填充物、鉆具耐磨帶等領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
非晶合金有塊體非晶、非晶粉末、非晶薄帶三種形式。喬珺威教授團(tuán)隊(duì)研究的是塊體非晶合金，由于塑性變形被嚴(yán)重局限在只有納米厚度的剪切帶內(nèi)，通過(guò)各種方法改善其塑性，更好地滿足應(yīng)用需求，是科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中追求的目標(biāo)。
彈性很強(qiáng)的非晶合金，類似于脆性玻璃，材料發(fā)生災(zāi)難性斷裂時(shí)，相切與斷裂面，這項(xiàng)研究的價(jià)值之一就在于通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法得出了最大剪切應(yīng)力的臨界值，而且該方法適用于計(jì)算絕大部分非晶材料。
針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，張浩介紹道，我們把一種鋯基非晶合金進(jìn)行冷熱循環(huán)處理，并使用納米壓痕表征手段，擁有了大量數(shù)據(jù)，再結(jié)合平均場(chǎng)理論，得出一個(gè)最大剪切應(yīng)力臨界閾值判定準(zhǔn)則，并提出了該準(zhǔn)則的三個(gè)適用條件。
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