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| 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）中俄動(dòng)力學(xué)中心聯(lián)合俄科學(xué)家研發(fā)出抗極寒材料 |
| http://www.cdyszf.com 2024年12月5日 來(lái)源：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） |
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近日，俄羅斯衛(wèi)星通訊社報(bào)道了一項(xiàng)令人振奮的消息——中俄科學(xué)家研制出抗極寒材料，相關(guān)成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《納米材料》上。這種材料能夠在異常惡劣的低溫條件（-150℃）下，依然保持著極高的強(qiáng)度以及良好的可塑性。該成果誕生于俄羅斯莫斯科國(guó)立研究技術(shù)型大學(xué)及中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）聯(lián)合組建的科研團(tuán)隊(duì)。包括“科技日?qǐng)?bào)”“新華網(wǎng)”“人民網(wǎng)”“光明網(wǎng)”等國(guó)內(nèi)主流媒體重點(diǎn)轉(zhuǎn)評(píng)了這一科技新進(jìn)展。
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）中俄動(dòng)力學(xué)中心科研團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了此項(xiàng)成果的聯(lián)合研發(fā)，該中心成立于2010年，旨在推動(dòng)數(shù)學(xué)方法和動(dòng)力系統(tǒng)理論方法與工程問(wèn)題的交叉研究。喬建永教授和王志強(qiáng)教授等長(zhǎng)期研究動(dòng)力系統(tǒng)混沌集的拓?fù)鋸?fù)雜性及其在斷裂力學(xué)中的應(yīng)用，首次揭示了混沌集上“剩余集”的存在性和復(fù)雜性，為材料在極寒環(huán)境下斷裂裂紋擴(kuò)展提供了動(dòng)力學(xué)模型。圍繞這一學(xué)術(shù)思路，該中心與俄羅斯科學(xué)家長(zhǎng)期合作，開(kāi)展了一系列科學(xué)試驗(yàn)研究，自中心成立以來(lái)，先后派出博士研究生2人，訪問(wèn)學(xué)者2人次，接待俄羅斯專(zhuān)家來(lái)華十余人次，其中一人獲得中國(guó)政府“友誼獎(jiǎng)”。
2022年中心主任喬建永教授與俄羅斯諾貝爾通訊中心主任丘丘尼克V.M、俄羅斯莫斯科國(guó)立研究技術(shù)型大學(xué)教授烏沙闊夫I.V等學(xué)者聯(lián)合舉辦了“凝聚態(tài)物質(zhì)中的物理現(xiàn)象”等國(guó)際大會(huì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了中心與俄方在科研、人才培養(yǎng)上的合作。
2023年，中俄聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過(guò)規(guī)避材料斷裂裂紋擴(kuò)展“剩余集”的發(fā)育，研發(fā)了在-150℃仍保持韌性的低溫材料。這是一種在晶態(tài)金屬和金屬玻璃化合物的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的層狀復(fù)合材料。
據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社報(bào)道，新材料在受到?jīng)_擊時(shí)也不會(huì)碎裂成許多碎片，這與晶態(tài)和非晶態(tài)金屬合金邊界上的特殊瞬變過(guò)程有關(guān)。在這一邊界出現(xiàn)裂紋會(huì)導(dǎo)致裂紋尖端前的原子躍遷，從而引起材料強(qiáng)烈的局部加溫。加溫后的金屬更具可塑性，會(huì)改變斷裂性，抑制裂紋擴(kuò)展，規(guī)避材料斷裂裂紋擴(kuò)展“剩余集”的發(fā)育，這使得樣本在低溫條件下仍能保持強(qiáng)度。
正在研發(fā)的這種以晶態(tài)金屬和金屬玻璃為基礎(chǔ)的復(fù)合材料易于獲取，而且很容易加工改造。其制造技術(shù)基于不同成分材料的傳統(tǒng)焊接。團(tuán)隊(duì)從理論和實(shí)驗(yàn)上已確定了在各成分良好“關(guān)聯(lián)”的條件下金屬玻璃不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶的有效溫度。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃改進(jìn)這種復(fù)合材料的制造技術(shù)。團(tuán)隊(duì)還將改善其成分，以提高低溫條件下的機(jī)械強(qiáng)度和抗輻射能力。這項(xiàng)成果可用于制造在低溫或超低溫條件下運(yùn)行的機(jī)器部件和結(jié)構(gòu)，在航天、低溫工業(yè)和極地領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。
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