【科普】世界上最光滑的材料——BAM

BAM是一种同时具有超高硬度和极低摩擦系数的新型材料，其硬度堪比钻石，摩擦系数比聚四氟乙烯的一半还...

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什么是BAM？

BAM是一种同时具有超高硬度和极低摩擦系数的新型材料，其硬度堪比钻石，摩擦系数比聚四氟乙烯的一半还要低，是世界上有史以来最光滑的材料，可极大延长部件寿命。

这是一种具有革命性的材料，由硼，铝和镁三种元素组成（AlMgB14），同时形成硼化钛（TIB2）这种超硬物质。硼化钛（TIB2）的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，位居第三。该材料被称为BAM，是1999年在爱荷华州美国能源部艾姆斯实验室尝试创造加热发电的物质时偶然发现的。

尽管BAM不具备在加热时发电的特性，但是它独特的成分赋予其一个更理想的优势，即该材料具有超高的硬度和极低的摩擦系数。“它的硬度是偶然发现的。我们对它进行切割，研磨或抛光都具有一定的难度。” 埃姆斯爱荷华州立大学的材料科学家Alan Russell说。

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BAM优势

幸运的是，埃姆斯实验室这一偶然发现为其吸引了3百万美元的项目，使其可以进一步将这一新材料发展为可用的物质，从而显著提高能源效率和材料弹性。

该材料的摩擦系数比之前保持最好记录的聚四氟乙烯的一半还要小。其中，聚四氟乙烯的摩擦系数为0.05，而BAM的摩擦系数竟然达到了0.02，真是难以置信。而作为一般参考值，钢的摩擦系数为0.16。

这种新材料可以作为微薄涂层用于许多不同材料的表面，BAM可以帮助这些表面提供更多能量及更长寿命。据艾姆斯实验室项目的首席研究员Bruce Cook说，估计到2030年，每年BAM仅在美国工业方面就可以节约3300000亿千焦（9十亿千瓦小时）的能量，也就是说每年可节约1.79亿美元。

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BAM发展趋势

该材料的机械性能目前还在研究中，因为我们还不是很了解它拥有如此优异性能的原因。一般来讲，材料仅会拥有高硬度和低摩擦系数两个特点中的一个，而这种材料两者兼备，且硬度超高，摩擦系数极低，这真是一个全新的现象。

BAM有希望解决每一个工程师最可怕的噩梦：摩擦磨损。摩擦不仅损坏机器，消耗大量能量，还在很大程度上增大了设计的复杂性。然而，BAM可以提供一种超硬又超光滑的材料，从而大大延长机器寿命，缓解高硬度和低摩擦磨损之间的对立关系。

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