题主其实说的就是机械合金化。所谓机械合金化就是依靠高能球磨,让N种金属(或非金属,是的,机械合金化可以合金化非金属单质甚至陶瓷等化合物)粉末不断的焊合、破裂再焊合,从而在远低于熔点的情况下实现“冷”的合金化过程。
简单来说就是大力出奇迹,但是题主就不要想自己试试了......这个碰撞频率可不是人拿锤子砸能砸出来的
比如说我之前用的一台振动球磨机频率是1000次/min,而且一个罐子里好几百个球......这碰撞频率人力就甭想了
而且机械合金化的作用范围很小,因为合金化也要遵守基本法(扩散),所以大家才会选择用粉末进行机械合金化,因为粉末细小嘛,在几十个微米级别内完成合金化要比毫米级别用时少好几个数量级。
下图是一个典型的机械合金化的过程图,粉体的破碎是必不可少的一步
具体单个粉末来说,可能是这样子的(磨粉末截面的都是大神):
当然最终我们比较理想的结果可能是这个样子的:
当然不是什么金属都能机械合金化到这个地步,有的好一点有的会差一点。差一点也没关系,混和粉末只需要经过适当地烧结和热处理工艺仍然可以进行不错的合金化。
不过,尽管球磨机很便宜(便宜的小号球磨机才几千块钱)但是强烈不建议题主在自己家里玩这东西。因为高能球磨后的金属粉末有爆炸风险!!!
很难,但也不是没可能。
金属材料普遍存在加工硬化现象。换句话说,常温下大部分金属的变形量是有限的,因为反复捶锻会使得金属越来越硬,越来越脆。导致要么变得太硬了锤不动,要么太脆了一锤子下去碎了。
不过加工硬化很多时候也称冷作硬化,提高温度就能避免(这也是为啥得先烧红了再打铁)。注意这里的冷和热是相对的,一般以金属的再结晶温度为标准,这个温度通常在金属熔点的0.3~0.5倍之间(开式温度)。所以,如果两种金属的熔点都很低,室温对它们来说就是高温了,也就能够避免加工硬化了。
再结晶温度按0.5倍熔点算,那么只要金属的熔点低于323℃(600 K),室温(300K)对于它来说就是高温了。满足这个熔点要求的金属有14种:
Hg(汞), Fr(钫), Cs(铯), Ga(镓), Rb(铷), K(钾), Na(钠), In(铟), Li(锂), Sn(锡), Bi(铋), Tl(铊), Cd(镉), Pb(铅)
其中Tl跟Hg毒性很高,而Li, Na, K, Rb, Cs, Fr这几个碱金属都是一碰就爆的大炸逼。排除掉这几个明显不可行的金属,也就剩下Ga, In, Sn, Bi, Cd, Pb了。
选好金属后,可以采用累积叠轧焊的方法进行冷加工(如下图),先两块金属板材进行表面处理,然后叠一块,压薄,对半切。不断重复以上过程,两种材料就能均匀混合。如果两种材料的互溶性比较好,几十次之后材料就有可能互溶成合金了。
以上皆是理论推测,实验失败(大概率事件)请勿找我报销经费。