SAMC – 科普小學堂

高熵合金

高熵合金是由清大葉均蔚教授於1995年首先提出的一種合金設計概念,跳脫傳統以單一元素為主要成分的思維(如鋼鐵、銅合金、鋁合金……)。高熵合金以5種以上的元素以接近等比例的方式組成,由於獨特的合金設計,使得高熵合金具有許多異於傳統合金的奇異性質,如微結構、晶格排列、機械性質等。

經過10多年的研究發展和全球金屬材料學者的積極投入,高熵合金現在正邁向應用階段。由於高熵合金的原料成本較傳統合金高,目前主要瞄準高附加價值應用場域:

  • 飛機渦輪引擎的耐火型高熵合金(取代鎳基超合金)
  • 極端環境的低溫型高熵合金
  • 打破常理的高強度—高延性高熵合金
  • 高熵無火花手工具
  • 工業用耐磨耗高熵合金
  • 高熵合金粉末(用作工件表面強化或粉末冶金)
  • 多功能高熵合金鍍膜(抗沾黏、抗刮、耐磨、多色、金屬光澤)

金屬材料

早在四千年前,人類就已開始使用金屬器具,而在四千年後的今天,數千種的金屬材料被開發與應用在世界上的各個角落……

金屬原子以金屬鍵相互連結,通常具有良好的延展性、導電性、與導熱性。在地殼中,有25%是由金屬元素組成,由於金屬的各種特性,使其充斥於現代生活之中……

現今使用絕大部分的金屬材料都不是純金屬,而是金屬合金 — 由至少一種金屬元素為主,其他元素為輔,經過高溫熔融後冷卻凝固而成。製成合金以後,金屬材料的強度將大幅提升,並保持一定的延展性,因此相較於高強度且易碎的陶瓷材料,金屬更能夠承受外力衝擊。

在我們的日常生活中,除了最常見的鋼鐵外,也包括鋁、銅、鈦、鎳、鈷、鎂、鋅合金…… 這些不同成分的合金都有著不同的機械/化學性質,所以也衍生出多樣的用途。

金屬材料的應用可說是包羅萬象,若以產業作為分類依據,則包含了:汽車、運輸、航太、能源、建築、國防、礦業、民生用品(廚具、家具、電器)、3C產品(外殼、半導體)、工業機具等,應用相當廣泛。

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