4月1日，據外媒報道，鎳是一種廣泛應用于制造業的金屬，可用于工業和高級材料加工業。如今，美國普渡大學（Purdue University）的研究人員創造了一種創新技術，可用于制造新型鎳金屬，可能有助于未來生產救生醫療設備、高科技設備以及具備強大耐腐蝕保護部件的汽車。

（圖片來源：普渡大學）

普渡大學的技術涉及一種工藝，即在某些導電襯底上應用高效電沉積工藝。對鎳金屬制造商來說，面臨的最大挑戰之一是處理金屬中晶粒相交的部分，即邊界區域，而傳統的晶粒邊界可增強金屬的強度，滿足高強度需求。

不過，晶粒邊界常常也是應力集中點，是電子散射和腐蝕的易發部分。因此，此種邊界常常會降低金屬的延展性、耐腐蝕性和導電性。

另一種稱為孿晶邊界因為具有很高的層錯能，因而在鎳等金屬中不是很常見。普渡大學研發的單晶狀鎳含有高密度的超細孿晶結構，不過幾乎沒有傳統的晶粒邊界。普渡大學的研究人員已經證明，此種獨特的鎳金屬可以提高強度、延展性和耐腐蝕性，而此種特性對于汽車、天然氣、石油和微型機電設備等多個行業的制造商來說都很重要。

普渡大學研究人員的解決方案是使用單晶襯底作為生長模板，結合設計的電化學配方，促進孿晶邊界的形成，并抑制傳統晶粒邊界的形成。此種高密度的孿晶邊界導致鎳金屬的機械強度超過2 GPa、低腐蝕電流密度為6.91 × 10-8 A cm-2以及高達516 kΩ的極化電阻。

普渡大學工程學院材料工程學教授張興航說：“我們開發了一種混合技術來制造具有雙重邊界且堅固且耐腐蝕的鎳鍍層。” “我們希望我們的工作能夠激發他人以嶄新的胸襟發明新材料。”普渡大學研究人員的解決方案是將單晶襯底用作生長模板，并結合設計好的電化學配方，以促進孿晶邊界的形成并抑制常規晶界的形成。

高密度孿晶邊界具有超過2 GPa的高機械強度，6.91×10 -8 A cm -2的低腐蝕電流密度和516kΩ的高極化電阻。

李強說：“我們的技術可以制造具有高密度雙晶界和很少的常規晶界的納米孿晶鎳涂層，從而帶來極好的機械，電性能和高耐腐蝕性，這表明在極端環境下的應用具有良好的耐久性。模板和特定的電化學配方為邊界工程提供了新的途徑，而混合技術可潛在地用于大規模工業生產。”

普渡大學技術的潛在應用包括半導體和汽車行業，這些行業需要具有先進電氣和機械性能的金屬材料進行制造。納米孿晶鎳可以用作汽車，天然氣和石油工業的耐腐蝕涂料。經過精心的工程設計，新的鎳混合技術可以潛在地集成到微機電系統行業。MEMS醫療設備用于重癥監護部門和其他醫院區域，以監控患者。

MEMS中的相關壓力傳感器和其他功能性小型組件需要使用具有優異機械和結構穩定性以及化學可靠性的材料。

普渡大學的該項技術可以應用于半導體和汽車等行業，此類行業正需要具備先進電氣和機械性能的金屬材料，用于制造（產品）。此種納米孿晶鎳可用作汽車行業、天然氣和石油行業的防腐涂料。

經過精心設計，此種混合技術制成的新型鎳金屬可應用于微電子機械系統（MEMS）行業，而MEMS醫療設備通常用于重癥監護部門和其他醫院區域以監測患者的狀況。在MEMS中，相關的壓力傳感器和其他尺寸較小的功能部件需要具備優異的機械穩定性、結構穩定性和化學可靠性的材料。

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