West Lafayette,普渡大学的大学创新者创造了一种混合技术,用于制造一种新形式的镍,可能有助于未来生产救生医疗设备,高科技设备和具有强大耐腐蚀保护的车辆。PURDUE技术涉及一种在某些导电基板上施加高屈服电沉积的过程。

镍制造商面临的最大挑战之一是如何处理金属内部晶粒相交的地方,即所谓的边界区域。这些传统的晶界可以使金属在高强度要求下得到强化。

然而,这些边界区域通常用作应力集中器,并且是电子散射和腐蚀攻击的易受攻击的部位。结果,传统边界通常会降低延展性,耐腐蚀性和导电性。

另一种特定类型的边界,在诸如高堆叠故障能量的金属中的金属中的常见界限被称为双边界。单晶形式的独特镍含有高密度超细双胞胎结构,但常规晶界很少。

该特殊的镍已被纯粹的研究人员所示,以促进强度,延展性和改善耐腐蚀性。这些属性对于跨多个行业的制造商非常重要,包括汽车,天然气,油和微机电装置。

“我们开发了一种混合技术,以创造具有强大耐腐蚀的双界镀镍,”普渡工程学院材料工程教授兴汉张说。“我们希望我们的工作激励他人以新鲜的思想发明新材料。”

普渡大学的研究人员使用单晶衬底作为生长模板,结合设计的电化学配方,以促进孪晶界的形成,并抑制常规晶界的形成。高密度孪晶界的机械强度超过2 GPa,腐蚀电流密度为6.91 × 10−8 a cm−2,极化电阻为516 kΩ。

“我们的技术使得能够制造具有高密度双界和少数常规晶界的纳米线镍涂层,这导致了极好的机械,电性能和高腐蚀性,表明在极端环境下的应用良好耐用,”强李说,材料工程与研究团队成员的研究员。“模板和特定电化学配方表明了用于大规模工业制作可能采用的边界工程和混合技术的新路径。”

这种普渡技术的潜在应用领域包括半导体和汽车行业,这些行业需要具有先进电气和机械性能的金属材料来制造。纳米孪晶镍可作为汽车、天然气和石油工业的耐腐蚀涂层。

经过精心的工程设计,这种新型镍混合技术有可能集成到微电子机械系统(MEMS)工业中。MEMS医疗设备用于重症监护室和其他医院区域监测患者。MEMS中的相关压力传感器和其他功能小型元件需要使用具有卓越的机械和结构稳定性以及化学可靠性的材料。

该团队与Purdue Research Countracition Officional商业化研Purdue Reseparation Countrover of The Technology。他们正在寻找合作伙伴。有关许可和其他机会的更多信息,请联系D.H.R.来自OTC的Sarma在dhrsarma@prf.org。

该研究得到了能源基础能源科学计划部的资助。Purdue团队与桑迪亚国家实验室的科学家合作。