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WHY:剃须刀用过几次就会钝
估计没人会认为,胡须或头发这些柔软的毛发,可以阻挠锋利的剃须刀——但是,我们大多数人也都知道,剃须刀会迅速失去锋利度。
现在,科学家们有了一个更好的主意:看看单根头发会对锋利的剃刀产生何种影响。
通过在微观层面上的观察,一项新研究表明,即使单根头发也会在一定条件下导致剃刀刃出现豁口。一旦有微小的崩裂口,金属很容易进一步破碎,特别是当钢的微观结构不均匀时。
麻省理工学院(MIT)的冶金学家Cem Tasan说:“我们的主要目标是要了解每个人或多或少都认知到的问题——为什么刀片在与更柔软的材料相互作用时会损耗。我们发现了主要因素,这使我们能够确定出新的加工路径,使刀片的使用寿命更长。”
Tasan和他的同事在扫描电子显微镜(SEM)下进行了一系列实验,包括正常的面部剃刮;在这些实验中,可以精细控制角度和切削深度。
尽管剃须刀的边缘几乎没有磨损,但高分辨率图像显示在剃须刀的某些部分形成豁口切屑。无论毛发的厚度如何,都会发生这种情况。
Tasan说:“这带来了另一个谜团,我们看到了切屑,但又不是满那都是。所以我们想了解,会在什么条件下发生这种金属破裂?”
对SEM记录的图像仔细分析后发现,当头发完全垂直于刀片时,不会出现切屑:正是头发弯曲的行为使切屑的可能性更大,通常会在刀片边缘的地方造成损坏。
研究人员进行的计算机模拟确定了三个可能的弱点:当刀片以一定角度与发束相遇时;当刀片的钢成分不均匀时;以及当发束在不均匀结构的弱点处击中刀片时。
当材料中由于微裂纹的存在而使损坏加剧时,在材料科学中会使用应力增强一词,现在似乎就是这种情况:头发使这些微裂纹长成蔓延崩碎,使刀片变钝。
利用这些发现,研究人员认为,可以优化冶钢方法,更好地抵抗这些微裂纹和由此产生的切屑。我们的剃须刀可能会变得更耐用。
“我们是冶金学家,想了解决定金属变形的因素,以便制造出更好的金属。”
该研究已发表在Science上。
本文译自 sciencealert,由 majer 编辑发布。