利用剪切力設計高性能金屬
2023年02月04日 13:20:02
來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺
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生活中除了常見的重力、壓力、離心力等，還有一種力是剪切力。剪切力是一種不對齊的力，將物體的一部分推向一個特定的方向，而將物體的另一部分推向相反的方向。比如一塌書在頂部被一個方向推，另一個則在底部使書產生滑動。
在工業應用中，剪切力也有大作用，比如在制造高性能金屬方面。剪切力不僅會改變金屬形狀，也會對金屬的原子進行重新排列，但對每一種金屬來說，重新排列的方式不同。原子排列可以影響金屬的強度、塑性和導電性等性能，因此更好地理解原子在剪切過程中如何移動，對于設計具有特定性能的金屬，如高性能合金，有著重要作用。
為了制造高性能合金會有意施加剪切力，一方面這種力如果控制不當可能會破壞金屬內部結構，導致性能失效。但另一方面，如果控制得當，也能從根本上改變金屬的微觀結構，從而改善性能，但究其原因仍是個謎。……
打個比方，如果你給一個運動員在跑步開始和結束時分別拍一張照片，只看這兩張照片的話并不會認為他確實跑步了。但如果拍下運動員跑步的整個過程，就會直觀看到他跑了多遠。
與剪切力改變原子排列過程一樣。如果我們能準確地理解在剪切變形過程中金屬在原子水平上發生了什么，我們就可以將這些知識應用于具有特定性能的合金材料設計中。
為了一探究竟，研究人員使用透射電子顯微鏡記錄了在剪切變形過程中金屬內部原子的單個行是如何移動的。
他們從研究黃金開始，在剪切力作用下，黃金晶體被分成了更小的顆粒，其中晶體存在的天然缺陷改變了剪切變形移動原子的方式。
金屬在變形過程中普遍存在缺陷，缺陷的存在影響了剪切力會改變原子的運動方式，從而產生不同的微觀結構，進而產生不同的性能，如強度和塑性。
這就是為什么了解剪切力如何移動金屬原子的排列，以及影響金屬的整體微觀結構很重要的原因了。通過從原子尺度更好地理解金屬制造過程，定制設計出具有更*性能的金屬是非常有潛力的。
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