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【特稿】研銥合金探星空 納米鋼助減污染

2018-09-13
■在納米鋼的研製過程中,「原子探針斷層攝影儀」起到關鍵作用。 校方供圖■在納米鋼的研製過程中,「原子探針斷層攝影儀」起到關鍵作用。 校方供圖

劉錦川曾於美國橡樹嶺國家實驗室從事研究近40年,是材料界的殿堂級人物,他笑言,自己「頭腦轉速快、思想敏銳」,是能在諸多新材料領域有所建樹的訣竅。他先後研發出銥合金、納米鋼等能源材料,為航空事業發展以及環境保護作出重大貢獻。

延續一貫作風,現在劉錦川又投入到一個全球爭相研發的、嶄新而充滿機會的高熵合金(High-entropy alloys)領域,希望取得新的成績。

在橡樹嶺實驗室期間,劉錦川僅用二三年時間,就開發了銥合金,該合金熔點為攝氏2,450度,並抗氧化。該材料作為太空船發電機部分的熱源包裝材料,幫助美國第一艘環繞土星的美國卡西尼-惠更斯號深空探測器在攝氏1,500度以上的溫度下運行約20年。他亦因成功研發銥合金,獲美國能源部頒發的「勞倫斯獎-美國總統獎」。

最近7年,劉錦川的另一傑作納米鋼或有望解決環境污染問題,這種新材料摻雜了很多納米強顆粒,用顆粒強化鋼鐵,具備極限拉伸強度,可達2,000MPa,是一般鋼鐵的五六倍,極適用於運輸、能源轉換和其他工業系統,「鋼的強度增加,用量就會減少。」納米鋼的出現,有望大大減少鋼鐵生產量,緩解我國因大量生產鋼鐵帶來的嚴重污染問題。

他強調,在納米鋼的研製過程中,研資局和城大投資的大灣區內首台「原子探針斷層攝影儀」起到了關鍵作用,可說是「發展納米材料最重要的儀器」。他解釋道,攝影儀可看到納米顆粒大小、形狀、組合,從而觀察控制顆粒大小和密度對材料性能的影響。

城大又追加千萬元在機器內增設鐳射,將可以探究非金屬材料的原子結構。為能盡快破解材料之謎,亦促進大學間合作,城大將設備開放予全球使用的同時,對兩地合作機構實行優惠。城大可取得用戶研究結構的結果。■香港文匯報記者 柴婧

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