摘要：美国北卡罗来纳州立大学最近发明了一种金属泡沫，可以抵御600℃的炼狱高温，反复碾压百万次也毫发无伤，甚至还越热越强！这项研究9月30日刚刚发表在《材料科学杂志》上。

美国北卡罗来纳州立大学最近发明了一种金属泡沫，可以抵御600℃的炼狱高温，反复碾压百万次也毫发无伤，甚至还越热越强！这项研究9月30日刚刚发表在《材料科学杂志》上。

这种近乎“坚不可摧”的复合金属泡沫（CMF）的诞生，将可能改写核能安全、航空航天乃至军事防护等领域。

一、金属泡沫究竟是什么？

泡沫我们都知道，里面布满孔洞，所以非常轻巧。但你能想象一种金属，它可以像海绵一样布满孔洞，同样轻巧却比钢铁还坚韧吗？

这就是复合金属泡沫（CMF），其内部结构如同一个微缩版的宇宙星系：无数颗来自德国Hollomet GmbH的精密空心不锈钢球，被均匀地“镶嵌”在由316L不锈钢粉末烧结而成的金属基体中，如同悬浮在太空中的星辰。

正是这种中空的球体赋予了它极低的密度，而坚固的金属基体则像一张大网，将所有球体紧密连接，形成了一个完美的力学整体。

简单来说，它既有泡沫的轻盈，又有实心金属的坚固。这玩意儿，简直就是材料界的“降维打击”！

二、探测这种金属泡沫极限

光说不练假把式。为了探测这种金属泡沫的极限，科学家们为它设计了一场地狱级别的“超级铁人三项”挑战。

他们将样品分别置于三种温度下：舒适的室温（23℃），滚烫的（400℃），以及足以让钢铁变色的炼狱高温（600℃）。

接着，一台不知疲倦的机器开始对它进行疯狂的循环压缩，就像一只无形的巨手，一次、十次、一万次、一百万次……坚持不懈地挤压着它。

所有人都屏息以待。按照常理，金属在高温下会变软，强度急剧下降，再被这么反复折腾，很快就会“金属疲劳”宣告报废。

然而，令人瞠目结舌的一幕发生了……

三、挤压137万次仍“坚强”！

实验数据传回来的那一刻，整个实验室都安静了。

在室温下，它的表现中规中矩，和预想的差不多。

但在400℃的高温下，它的潜能被彻底唤醒！在高达60兆帕的压力下，它被反复蹂躏了超过137万次，不仅没有一丝裂痕，甚至连疲劳的迹象都没有！科学家们最终因为时间有限，不得不主动终止了实验。

这简直不可思议！它不仅没被高温削弱，反而变得更强了！这哪是金属，这分明是个“受虐狂”体质的热血青年，越是在高压和烈火中，斗志越是昂扬。

更疯狂的是，即便在600℃的极限高温下，只要压力适中（46兆帕），它同样撑过了125万次循环而安然无恙。只有当压力飙升到极限时，它才会在百次循环后迅速失效。

四、金属泡沫为什么这么强？

这种违反直觉的现象背后，到底隐藏着什么秘密？

经过深入的微观结构分析，科学家们终于找到了答案。原来，在400℃到600℃这个温度区间，材料内部开启了一个名为“动态应变时效”（DSA）的“锁血外挂”。

你可以把它想象成材料内部的微观交通管理系统。在反复的压力下，金属内部会产生大量的“位错”（可以理解为微小的缺陷），这些位错的移动和堆积最终会导致裂纹和断裂。

但在特定高温下，基体中的碳、氮等“小不点”原子变得异常活跃，它们会精准地跑到这些“位错”面前，把它们牢牢“钉”在原地，不让它们乱跑。

这就相当于给材料的损伤机制来了个“定身术”，大大延缓了疲劳裂纹的产生，让它能在百万次的摧残中屹立不倒。

五、金属泡沫能做什么？

这项研究的意义，早已超越了一篇论文。它定义了一个全新的安全边界：在高温、高压的极端工况下，只要将应力控制在材料平台强度的50%以内，这种复合金属泡沫几乎可以实现“无限寿命”。

这意味着什么？

更安全的核反应堆：用它制造核燃料包壳或储存核废料的“金钟罩”，即使在最坏的情况下也能保证绝对安全。

更高效的空天发动机：更轻、更耐热的发动机部件，将让人类飞得更快、更远、更省油。

更坚固的深海潜航器和超级装甲：在万米深海的恐怖压力和战场的炮火中，它将是守护生命的最后一道防线。

从实验室的惊人数据，到未来应用的无限可能，这种超强金属泡沫可能为我们描绘一个更安全、更高效的未来。或许有一天，当我们乘坐着由它构成的飞行器遨游天际时，才会真正理解这种材料的牛逼。

参考文献：

Chacko, Z., Lucier, G. & Rabiei, A. Performance of composite metal foams under cyclic loading at elevated temperatures. J Mater Sci (2025). https://doi.org/10.1007/s10853-025-11516-y

来源：徐德文科学频道