麻省理工學院利用數據科學開發新形狀記憶陶瓷

 

刊登日期:2022/12/7
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麻省理工學院(MIT)揭示了陶瓷材料在高溫下表現出穩定的形狀記憶效應的潛力。除了相變、結晶分析等基礎物理學之外,MIT利用了計算熱力學、機器學習等基於數據科學的先進工具,在沒有實驗數據的複雜多成分系統中,系統地分析了麻田散鐵轉變(Martensitic Transformation)與化學成分之間的關係,並試圖探索表現出穩定形狀記憶效果的陶瓷合金成分。

結果顯示,對於ZrO2-TiO2-AlO1.5等氧化鋯類陶瓷,MIT將相變應變維持在10%的水準,且成功地將相變遲滯(Hysteresis)溫度範圍降低至與金屬類形狀記憶材料同等程度的15°C。相變遲滯溫度範圍約為一般氧化鋯合金的10分之1,且與目前現有最佳數據相比,亦控制在5分之1的範圍內。由此可知,克服形狀記憶循環中結晶缺陷形成或材料損壞的問題,將可確保形狀記憶陶瓷在多次重複循環中的高再現性與高可靠性。

陶瓷材料具有超越金屬的耐高溫條件或耐高腐蝕性環境等特性,新開發的氧化鋯類形狀記憶材料將可望應用於噴射引擎、資源鑽孔(Deep Borehole)等用途。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/221107_shape-memory-material.html
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