【技術前沿】氧化鋁和五氧化二鉭合成超高彈性模數玻璃

2021-02-08 粉體圈

日本東京大學的研究小組於近日宣布,他們已經成功研發出一種擁有氧化物玻璃系中最高彈性模數的玻璃。這種玻璃是使用氧化鋁五氧化二鉭合成的新型材料。



彈性模數可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標,其值越大,使材料發生一定彈性變形的應力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應力作用下,發生彈性變形越小。可以簡單地類比為彈簧的「剛度」。彈性模數越大的玻璃,就越能夠抵抗外力恢復到原有的形狀,這也讓創造更薄且更加結實的玻璃成為可能。


為了提高玻璃的彈性模數,需要讓其原子之間的空隙變小,而增加氧化鋁的含量可以達到這一效果。在此之前,已經有不少研究試圖通過大量添加氧化鋁來創造高彈性模數的玻璃,但是由於氧化鋁會被分類為中間層氧化物,所以如果含量太高,玻璃本身就很難形成了。


  在本次研究中,小組人員通過對氧化鋁和五氧化二鉭進行1:1混合,並利用讓物質懸浮在空間中進行合成的懸浮技術,成功合成出透明的新型玻璃。通過超聲波脈衝測定發現,這種合成玻璃的彈性模數與鋼材十分接近。


這種合成玻璃的彈性模數擁有現存玻璃中的最大值,這也意味著可以利用它創造出更薄更結實的新材料,有望應用於建築、電子工學等領域。

粉體圈·啟東

參考來源:科技日報

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