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重大突破！我国科学家成功提升金属材料在长期使用中的抗疲劳能力 破解“不可能三角”

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2025-04-05 12:39:40  新浪

金属材料在长期使用过程中产生的疲劳失效是威胁重大工程安全的隐形杀手。经过多年研究，我国科学家成功解决了这一难题，让金属材料在保持高强度和高塑性的同时，大幅提升了抗疲劳能力。这项成果已在国际学术期刊《科学》上发表。

在金属材料领域，强度、塑性和稳定性这三种特性往往难以兼得，但中国科学院金属研究所的一项最新突破打破了这一规律。在航空航天、跨海大桥等重要工程中，金属材料长期使用中的疲劳失效是一个亟待解决的问题。简单来说，金属在长期受到同一种外力的情况下，会逐渐变形、出现裂纹，最终可能导致突然断裂，这种现象被称为“棘轮损伤”。为了克服这一难题，科学家们提出了一种全新的结构设计思路，在金属材料内部植入了亚微米尺度的三维“防撞墙”。

中国科学院金属所研究员卢磊解释说，经过上千万次拉压变形后，金属材料内部会产生更多小的“骨架”，这些“骨架”可以小到几个纳米，密密麻麻地分布在材料内部。它们在变形时既能吸收变形的能量，又能阻碍变形的外力。因此，这种新材料的寿命比传统金属要提高好几个数量级。

科学家们的这一突破使金属材料的“不可能三角”成为可能，为极端环境下重要工程的长期稳定运行提供了关键支持。未来，我们或许能看到永不折断的登山索、百万公里无大修的飞机引擎，以及能抵御千年风浪的海底隧道。

(责任编辑：张蕾)
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