最新研究表明,金属玻璃可以用作胶水,将各种材料粘合在一起。这项工作可以发展成一种制造和定制复合材料性能的策略。

材料科学家长期以来的目标是制备具有特定性能的材料。通过结合两种或多种材料来形成复合材料已经成为实现这一目标的一种方法。迄今为止,热塑性聚合物是用于制备复合材料的最常见的粘合剂或胶水,因为它们具有热塑性。晶体金属材料表现出优异的力学性能,使其成为复合材料的理想组成部分,但其缺乏热塑性迄今为止阻碍了其作为粘结剂的应用。

在研究金属玻璃的热塑性特性时,江妈妈他在中国深圳大学的团队注意到,它们的行为方式与聚合物类似。“因此,将材料与金属玻璃粘合在一起的想法就出现了,”马说。

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来源:©蒋玛/深圳大学

镧基金属玻璃可用作粘接各种材料的胶水

现在,马的团队已经开发出一种镧基金属玻璃,它还含有铝、镍、铜和钴。在室温下,它是一种固态金属材料,加热后变得粘稠。为了将这种材料用作胶水,研究人员将金属玻璃的小颗粒与复合材料的组成材料的颗粒混合,然后施加热量和压力。他们通过改变复合材料中金属玻璃的相对含量来调整所得到的复合材料的机械、磁性和电学性能。“制造过程非常简单,需要相对较低的温度和应力,”Ma解释说。“不需要额外的添加剂;因此,可以精确地控制复合材料的组成。因此,它的性能可以被精确地调节。”

研究人员使用金属玻璃来结合一系列材料,包括高熵合金、陶瓷绝缘体和铁基金属玻璃。然而,马云表示,这并不局限于这些。“几乎任何一种固态材料都可以通过金属玻璃胶粘在一起,这就是这项工作的重要性。”

该工作表明,颗粒形式的金属玻璃可以与另一相混合并热压形成复合材料。选择具有较低玻璃化转变温度的镧基金属玻璃有利于成型和结合。林赛·格里尔他是英国剑桥大学的材料化学家。但他补充说:“是否可以使用其他金属玻璃,以及由此产生的复合材料是否优于传统的同类材料,仍有待观察。”