美科學家找到新的煉金術，用奈米顆粒打造超硬金屬

在過往，冶金學家可透過細晶強化的方式，強化金屬的硬度（晶粒越小金屬硬度越硬），但這些方式通常是錘擊、彎曲、扭曲等，是種由上而下的方式，很難控制你最終的晶粒大小。為此，布朗大學的研究團隊研發一種由下而上的金屬構成方式，透過創造奈米顆粒構建塊（Nanoparticle Building Block），當進行擠壓時，這些奈米顆粒構建塊會融合在一起；如此一來就能夠擁有均勻的晶粒尺寸，可以精確調整以增強性能。

研究團隊表示，過往金屬融合的問題在於，金屬表面通常被稱為配體（Ligands）的有機分子所覆蓋，而這些配體會阻止奈米金屬顆粒之間的融合，以形成更大的金屬塊。而研究團隊開發出一種化學處理方式，可以有效去除這些配體，讓金屬奈米顆粒只需透過一點的壓力，便可融合在一起。

利用這種方法，研究人員用金、銀、鈀等不同金屬的奈米顆粒製成了粗糙的「硬幣」。經測試後發現，透過此一方式製造的硬幣硬度，比普通硬幣硬度大幅提高，其中金幣的硬度是一般硬幣的 4 倍，其他的物理特性基本沒有變化。

研究團隊認為，此種方法可用於製造任何金屬。在另一項測試中，研究團隊也利用此一技術製作了一種非晶態金屬（Metallic glass）。所謂的非晶態金屬，是指在原子尺度上結構無序的一種金屬材料。

研究團隊表示，用單一成分製造金屬玻璃是出了名的難，所以大多數非晶態金屬都是合金。但此技術能從無定形的鈀奈米顆粒開始，以製造鈀非晶態金屬。在目前厘米的大小上，這種製造方式可以用來製造超硬的塗層、電極或其他金屬零件，但未來也有希望可以應用至更大的項目上，例如工業設備。

資料來源:美科學家找到新的煉金術，用奈米顆粒打造超硬金屬 | TechNews 科技新報