混合技术可以生产更强的镍用于制造

镍是制造业中广泛使用的金属，用于工业和先进材料加工。普渡大学研究人员发明了一种混合技术来制造一种新形式的镍，这可能有助于未来生产救生医疗设备、高科技设备和具有强耐腐蚀保护的车辆。该技术涉及在某些导电基底上应用高产量电沉积的过程。

镍制造商面临的最大挑战之一是处理金属内部晶粒相交的地方，也就是所谓的边界区域。这些常规的晶界可以增强金属以满足高强度的要求。

然而，它们经常充当应力集中器，是电子散射和腐蚀攻击的脆弱部位。因此，常规边界通常会降低延展性、耐腐蚀性和导电性。

另一种特殊类型的边界被称为孪晶边界，这种边界在镍等金属中不太常见，因为它具有很高的层错能量。这种独特的单晶状镍具有高密度的超细孪晶结构，但几乎没有常规晶界。

普渡大学的研究人员已经证明，这种特殊的镍可以提高强度、延展性和抗腐蚀性。这些特性对于包括汽车、天然气、石油和微电子机械系统(MEMS)设备在内的多个行业的制造商来说都很重要。

普渡大学材料工程学院教授张兴航说:“我们开发了一种混合技术，可以制造出具有双重边界的镍涂层，这种涂层既坚固又耐腐蚀。工程学院．“我们希望我们的工作能激励其他人用新鲜的思维发明新材料。”

研究人员的解决方案是使用单晶衬底作为生长模板，结合设计的电化学配方，促进孪晶界的形成，抑制常规晶界的形成。

研究团队成员、材料工程研究员李强说:“我们的技术可以制造具有高密度孪晶界和很少常规晶界的纳米孪晶镍涂层，这导致了出色的机械、电气性能和高耐腐蚀性，这表明在极端环境下应用的耐久性很好。”“模板和特定的电化学配方为边界工程提供了新的途径，混合技术有可能被用于大规模的工业生产。”

普渡大学这项技术的潜在应用领域包括半导体和汽车行业，这些行业需要具有先进电气和机械性能的金属材料进行制造。纳米孪晶镍可用于汽车和石油天然气行业的耐腐蚀涂料。

经过精心的工程设计，这种新型的镍混合技术有可能被集成到微电子机械系统工业中。MEMS医疗设备用于重症监护部门和其他医院区域，以监测患者。

MEMS中相关的压力传感器和其他功能性小尺寸部件要求使用具有优异的机械和结构稳定性以及化学可靠性的材料。

普渡大学

www.purdue.edu

-副主编克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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