要么韧性很好但强度不够，要么强度够了韧性又不行，被称为“21世纪金属”的“钛”在强度和韧性方面总是不能两全其美。昨天，南京理工大学传出消息，该校材料科学与工程学院朱运田教授团队经过多年努力，终于找到了两全方法。国际顶尖学术期刊《美国国家科学院院刊》近日发表了他的这项最新研究成果，该成果使得可随意变形又不易磕坏的纯钛牙套有望面市。
“钛”金属虽然没有钢、铁的知名度高，但由于密度低、很轻，近年来被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、医疗等领域，逐渐走进了公众的视野。
据介绍，强度和塑性是衡量金属材料优劣与否的两大重要力学性能。所谓强度，是指在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。所谓塑性，是指在外力作用下产生塑性变形而不致引起破坏的能力。
“金属的强度和拉伸塑性通常取决于其内部晶粒尺寸的大小。传统的粗晶一般具有较大的拉伸塑性，而当晶粒尺寸减小至纳米尺寸时，其强度在显著提升的同时，也丧失了几乎全部的拉伸塑性。”朱运田介绍，如何能够通过一种有效的技术手段，让钛同时获得超细晶的高强度、粗晶的大拉伸塑性就成了世界材料科学家们一直在研究的课题。
通过反复试验，朱运田团队在钛金属中设计了一种全新的微观结构，以高强度的超细晶“硬”层为基体，上面铺上粗晶“软”层，终于实现钛的高强度与可塑性的完美结合。尤其令人惊喜的是，这种全新的钛金属结构，通过工业上最普遍的成型技术就可以实现。
“这意味着，该成果在工业上已具备规模化生产和应用的前景。”朱运田团队李玉胜老师举例，由于钛是生物兼容性最好的金属，和人体器官间没有排斥，所以是牙套等医疗器械的首选材质，但又因为钛的强度不够，牙套经常会被硬物磕坏，目前的方法是在钛金属中加入其他合金材料以达到所需强度，“将来如果用上纯钛，对人体的健康将更有利。”