材料的彈性模量量化了其在壓力下的彈性或非永久變形的阻力。彈性模量越高,材料就越硬并越難變形。直到現(xiàn)在,人們還認(rèn)為所有的金屬都會(huì)隨著溫度的升高而變軟,而這是由于熱膨脹造成的。
但這種化學(xué)成分復(fù)雜、排列成獨(dú)特、高度扭曲的晶格結(jié)構(gòu)的新合金并不遵循這一規(guī)則。事實(shí)上,它的彈性模量似乎隨著溫度的升高而上升。在其他金屬開始軟化的地方,Co25Ni25(HfTiZr)50或叫做高熵Elinvar合金會(huì)變得更硬。該團(tuán)隊(duì)將此稱為 Elinvar效應(yīng)。
香港城市大學(xué)機(jī)械工程系的Yang Yong教授指出:“當(dāng)這種合金被加熱到1000K即726.85℃--甚至更高,它的硬度跟室溫下一樣,甚至比室溫下的硬度略高,并且它的膨脹沒有任何明顯的相變。這改變了我們的教科書知識(shí),因?yàn)榻饘僭诩訜嵯屡蛎洉r(shí)通常會(huì)變軟。”
除了Elinvar效應(yīng),這種金屬在室溫下還顯示出約2%的彈性極限--也就是說,雖然你需要投入大量的能量來使它變形,但在出現(xiàn)任何永久性變形之前,它的變形量約是傳統(tǒng)晶體合金的兩倍。所以它非常有彈性,能夠儲(chǔ)存大量的彈性能量。
“由于彈性不會(huì)耗散能量,因此不會(huì)產(chǎn)生熱量,而熱量會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障,這種超彈性合金將在高精度設(shè)備中發(fā)揮作用如手表和計(jì)時(shí)器,”Yang教授說道,“我們知道,像月球表面的溫度從122℃到-232℃。這種合金將在極端環(huán)境中保持堅(jiān)固和完整,因此它將非常適用于未來在太空任務(wù)中在廣泛的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的機(jī)械天文臺(tái)。”