科学家创造比钢更坚固的超硬铜合金并能承受1500华氏度的温度

By Ben Turner published April 23, 2025

Chemistry

新的超强铜合金能被用于制造更好的飞机和航天器。

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新铜合金的横截面，橙色点代表铜原子，黄色的钽原子和蓝色的锂原子。(Image credit: Lehigh University)

首先研究人员已经开发了一种新的铜合金，从来制造的最弹性的铜基材料之一。这种新型合金是一种铜、钽和锂的混合物，被建在纳米尺度上来承受极端温度和应力，可能对航空航天、国防和工业有重要应用。研究人员于3月27日在科学Science杂志上发表了他们的发现.

研究合著者、宾夕法尼亚州伯利恒利哈伊大学工程名誉教授马丁·哈默在一份声明中说，这是一门前沿科学，开发一种独特的将铜的导电性在镍基超合金的尺度上与强度和耐久性结合的新材料。

目前，在高应力环境诸如燃气轮机引擎和化学加工设备中最常用的材料是镍基超合金，它是强的、耐腐蚀并能耐高温。

但这些合金按它们的导电性不足，限制它们的一些潜在应用。为解决这个问题，研究人员将铜-锂沉淀物夹在两层富含钽的层之间，钽是一种高度耐腐蚀的元素。

然后该团队通过添加微少量的锂进一步精炼这种材料来改变沉淀物结构成稳定的长方体，增强合金的强度和热弹性

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该研究的合著者、亚利桑那州立大学的工程学教授基兰·索兰基在一份声明中说，“当我们看进我们的身体内部时我们试图寻找癌症细胞突变的指纹，同样的，结构材料当它们受到任何像辐射或热事件时有一个独特的指纹。在这个案例中，有一个稳定的双层的钽的铜锂沉淀是当我们能改变失败的高温指纹的时候”。

由此造成的材料有一个令人印象深刻的属性组合。除了它的导电性，它能在高达1472华氏度（800摄氏度）温度工作，能在室温承受1120兆帕的最大应力——比钢能承受的最大压力更多1.5倍。

研究人员说，这些特征意味着它可以被以多种方式使用。

哈默说，“它为工业和军方提供来为高音速和高性能涡轮发动机创造新材料的基础”。

https://www.livescience.com/chemistry/scientists-create-ultra-tough-copper-alloy-that-is-stronger-than-steel-and-can-withstand-temperatures-of-1500-f