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重大突破！我国科学家成功提升金属材料在长期使用中的抗疲劳能力

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2025-04-04 20:26:36

央视网消息：金属材料在长期使用过程中产生的疲劳失效是威胁重大工程安全的隐形杀手。经过多年攻关，我国科学家日前破解了这一难题，成功让金属材料在保持高强度、高塑性的同时，还大幅提升了抗疲劳能力。这一成果北京时间4日凌晨在国际学术期刊《科学》发表。新型金属材料，能给我们的生产生活带来哪些改变？

在金属材料的世界里，有一个“不可能三角”，就是说强度、塑性和稳定性，这三种特性往往难以兼得。但是中国科学院金属研究所的一项最新突破就打破了这一规律。

在航空航天、跨海大桥等国之重器的运行中，金属材料长期使用中的疲劳失效是急需解决的隐形杀手。简单来说，就是金属在长期受到同一种外力的情况下，会慢慢变形、出现裂纹，最后可能会突然断裂，这叫“棘轮损伤”。这种损伤就像是金属得了慢性病，隐蔽又可怕。为了破解这一难题，科学家们提出了一种全新的结构设计思路，就像“拧麻花”一样，在金属材料内植入了亚微米尺度的三维“防撞墙”。

中国科学院金属所研究员卢磊：经过了上千万次拉压变形之后，它自己会在内部产生更多的小的“骨架”，这个“骨架”可以小到几个纳米，两到三个纳米，然后密密麻麻的，这些“骨架”在变形的时候既可以来吸收你的变形的功，又可以来阻碍你的这种变形的外力。正常情况下循环到一定程度这个金属就断了，但是它的寿命比传统的金属要提高好几个数量级。

科学家们带来的全新突破，让金属材料的“不可能三角”变成可能，也为极端环境下国之重器的长期稳定运行提供了重要支撑。我们期待，随着研究的深入，将来我们或许真能看到永不折断的登山索、百万公里无大修的飞机引擎，以及能抵御千年风浪的海底隧道。

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