航空航天用金属玻璃材料问世

柏林，2月11日(记者顾刚)——德国萨尔州大学的研究人员开发了一种新的非晶态钛硫合金，也称为金属玻璃，它具有与传统钛合金完全不同的性能，特别适合用作航空航天中的轻质部件。这项成果获得了大学知识与技术转化中心的发明人奖。

材料研究类似于成千上万的拼图游戏。如果找不到合适的开始部分，很难得到完整的图像。萨尔州大学的三名博士生亚历山大·库巴、本尼迪克特·希特勒和奥利弗·格罗斯在他们的导师拉尔夫·布什教授的指导下，经过多年的实验，终于研制出了一种强度非常高、重量非常轻的合金。

与目前的非晶态金属材料相比，该合金具有许多优点:原料来源丰富，合金主要由钛和硫组成。与其他基于锆、钯或铂的非晶态金属不同，钛相对便宜，钛硫合金不如常用的铍磷合金有毒。

过去，没有人试图用硫作为合金。在这项研究中，硫首先被选为不同金属的混合物。希特勒说，他们首先发现了一种含有钯和镍且性能良好的硫合金，然后用更轻更便宜的钛对其进行了测试。经过大约250次实验，三个人终于找到了钛、硫和其他元素的最佳组合比例。找到公式的过程非常复杂。一种元素含量的1%差异在决定一种合金是否具有所需特性方面起着决定性的作用。在相同的重量下，新开发的钛硫合金的强度大约是相同密度的普通钛基金属的两倍。因此，它是生产更轻更小零件的理想材料。

这种所谓的金属玻璃生产工艺也相当关键，因为材料的熔体需要在高于1100摄氏度的高温下快速冷却，这样就不会形成具有规则晶格的合金。熔体在不到一秒钟内冷却，凝固的熔体呈现无序的原子结构，这也被认为是玻璃。无序的结构使金属玻璃的性能与相同原料的传统合金大不相同，传统合金与钢一样坚固，但同时又与塑料一样有弹性。