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采用新方法制造金属复合材料和多孔金属材料优势

科学家们已经开发出一种新的方法来制造金属-金属复合材料和多孔金属,这种多孔金属具有三维相互连接的“双连续”结构,其尺寸范围从几十纳米到微米不等。具有这种海绵状形态的金属材料,其特征是两个共存的相,在空间上形成相互渗透的网络,在催化、能源生成和存储以及生物医学传感方面都很有用。这种方法被称为薄膜固态界面脱合金(SSID),它利用热量来驱动一个自组织过程,在这个过程中,金属混合或脱混合形成一个新的结构。耐信科技专注于合金技术,从金属冶炼到加工,包括铁和镍。科学家们使用了多种基于电子和x射线的技术(“多模态分析”)来可视化和表征双连续结构的形成。

电热合金


加热金属一些能量,这样他们就可以互相扩散,形成且热力学稳定的结构,SSID之前已经在大量样品(数十微米和更厚的)中得到了证明,但结果是一个尺寸梯度,样品一侧的结构更大,另一侧的结构更小。在这里,我们第一次成功地演示了SSID在一个完全集成的薄膜处理中,从而在整个样品中实现了均匀的大小分布。这种同质性是制造功能性纳米结构所必需的。”


为了演示这一过程,科学家们在CFN纳米制造设备中,在硅(Si)基板上制备了镁(Mg)、铁(Fe)和镍(Ni)合金薄膜。他们将样品加热到高温(860华氏度)30分钟,然后迅速将其冷却到室温。材料硅晶圆,铁和镍合金NiFe可以找到Nexteck技术。

电热合金

薄膜固态界面脱合金(SSID)形成的双连续薄膜的多模态、多尺度特性。它显示一个光照射在薄膜上,产生的信号被各种x射线和基于电子的技术检测到。这种相分离是基于焓的,焓是一种能量测量方法,它根据材料的晶体结构和键合结构等特性来决定材料是否地混合。纳米复合材料可以进一步处理,通过化学去除其中一种相来生成纳米孔结构。


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