科学家在超低温下发现已知最坚硬的材料

布里斯托大学的研究人员发现了一种合金，在超过-250°C(20开尔文)时显示出更高的强度，使其成为有记录以来最坚韧的材料。

发表在《科学》杂志上的研究结果显示，铬-钴-镍合金在低温下显示出很高的断裂韧性，为其在地球和太空的极端环境中使用铺平了道路。

这种特殊的金属组合的行为是由相变引起的，当与其他纳米级机制相结合时，可以防止裂纹的形成和扩展。

布里斯托尔物理学院的主要作者DongLiu博士解释说：“这非常有趣，因为大多数合金随着温度的降低而变得更脆。我指的是二战和泰坦尼克号中自由船的沉没，这是由于金属在低温下失去延展性。

“人们经常将力量和韧性的概念混为一谈。如果你谷歌，“地球上最坚韧的材料是什么?“钻石”将跳出顶线。金刚石是迄今为止已知最坚硬的材料，但硬度通常与材料的强度有关——金刚石确实非常坚硬和坚固，但它并不坚硬。

核压力容器等结构需要硬度较低但具有良好的延展性和韧性以承受损坏的金属。这些金属在最终断裂之前发出警告，这是必要的，特别是对于生命攸关的应用。

刘博士补充说：“由于这种CrCoNi材料的强度和韧性不会降低，因为它变得像20开尔文一样冷，它可以潜在地用作结构或承重部件，用于地球和其他行星的太空和寒冷地区的许多潜在应用。

“此外，正如我们已经发现的那样，负责提高强度和韧性的机制。这意味着这些过程可以用作科学家和工程师设计更好材料的设计指南。

现在，刘博士和她的团队计划使用新颖的实验和建模方法进一步解开这种材料在20开尔文时增韧机制序列的根本原因。他们还想看看其他类型的高熵合金，看看它们是否会表现出类似的行为。

刘博士说：“在20K下测试这种材料的韧性的实验不是一件容易的事，我们花了几年时间才设计和完成。实验的成功是基于我们在极端条件下测试材料的丰富经验和强大专业知识。

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