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有像面团一样柔软的金属吗
     
 
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2021 年 07 月 27 日 星期 放大 缩小 默认  
科学生活知多少

有像面团一样柔软的金属吗

  相信很多人都看过《终结者》系列电影,里面常常出现这样的场面:施瓦辛格掏出霰弹枪朝液体机器人射击,巨响过后,身体和脑袋被打穿了数个大窟窿的液体机器人又慢慢恢复了原形。

  早在1920年就出现了超级柔韧金属,当时人们用78%的锌与22%的铝组成合金,发现具有很好的拉伸性质,还给它起了一个很有意思的名字——面团金属。

  它和普通金属有什么不同呢?用显微镜可以发现秘密。在电子显微镜下,普通金属具有较大的、形状千差万别的块状晶粒,且排列也极不规则;而面团金属的晶粒很小,形状很规则,且排列整齐有序。当拉伸金属时,晶粒之间会相互移动,细小、规则的晶粒之间摩擦力很小,也就容易拉伸变形。

  再软的材料,施加力让它变形时,都会有一个反作用力,反抗变形。如果一种材料是均匀的,把它快速拉伸为原来的两倍,和慢慢拉伸为原来的两倍,所用的力是不同的。实验证明,晶粒细小均匀的金属被拉伸时,速度越快,金属抗拉伸的力就越大,所需要的拉力也就越大,面团金属正是这种结构和组成都很均匀的金属。因此,如果某个部位被拉伸得较快,它就会产生更大的阻力来抗拒被拉伸,之后那个部位被拉伸得就慢了,从而迫使拉伸快的部位与其他部位同步,也就避免了出现较细部位的瓶颈,因为瓶颈部位是出现在拉伸不均匀、拉伸较快的地方。

  当将超塑性合金加热到超塑性温度后,用较小的力就能伸展几倍甚至几十倍之多,甚至只用一般的压缩空气就能使它“吹胀成形”。假若人们戴上隔热手套,就能像揉面团那样把它揉捏成不同的形状。实际上,有人就曾采用超塑性合金吹制“金属气球”,并进行现场表演。

  本栏目由重庆市全民科学素质纲要实施工作办公室协办

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