高强度纳米铁：具有广泛影响的钢铁制造新方法

liwusheng

美国Modumetal 公司研发出一种纳米新工艺来改善金属的强度等性能，日前正在联合几家石油公司准备将这一技术产业化。
　　目前一种新的廉价工艺能够使金属(例如铁)的强度增加十倍，同时提高其抗腐蚀性。如果这些改良后的金属通过现场测试的话，此新工艺将会用在建造桥梁和其他一些基础设施上，使之具有有更长的使用寿命;另外也可使汽车更加轻便从而提高燃油效率。总部设在西雅图的Modumetal 新兴公司正打算联手Chevron,Conoco-Philips,and Hess等石油公司，使这一技术早日商业化。
　　由此项技术制造的零件正在油田中进行试验。一些原油中含有高腐蚀性的化学物质例如硫化氢，它们会加速损坏生产设备。而该技术会让那些零部件的寿命更久，从而降低追求非常规石油资源的成本。
　　这项技术的先进之处在于，通过把金属结构控制在纳米级别，进而给材料注入更多的新特性。其实这一技术早已成为可能，但问题是目前很难使大块金属做到可靠和经济化。此次Modumetal公司开发的工艺能精确控制金属结构，同时也能够生产尺寸达几米的大的零部件。首席执行官Christina Lomasne说这个工艺的花费和传统的金属处理工艺(如电镀)一样。
　　Modumetal 使用了一种高级的电镀方式，此前其实摩托车发动机排气管上镀铬就用的这种方式。电镀是将金属浸入含有不同金属离子的化学池中，然后通入电流使离子形成为金属膜。
　　该公司使用含多种金属离子的化学池，并通过改变电流来控制离子沉积方式。通过改变某一确定时刻的电流，能够产生层状的结构，每一层都只有几纳米厚而且有不同的组成成分。最终的涂层可达一厘米厚，能极大改变原始材料的性能。
　　美国新罕布什尔州大学的一名材料科学教授David Lashmore一直在这领域开展工作，他表示纳米层能够阻止裂缝迁移扩展从而使金属性能更强。此外，要想采用此工艺进行大规模地实际生产，需要对具体生产过程中的物理化学反应有详细深入的认识。 Modumetal的工作很是“让人印象深刻”。
　　Modumetal正在扩大Snohomish County, Washington工厂的产量。该公司的贷款申请已经证明了其大规模生产的计划，但在这些材料可以被大范围使用前，标准机构还需要通过试验去检测它们的可行性。