例如，美國宇航局的好奇號火星車每次準備開始滾動時都會花費大約三個小時來預(yù)熱潤滑劑，消耗了大約四分之一的可支配能量，否則這些能量本來可以用于科學(xué)。

著眼于解決這個問題和其他與材料相關(guān)的問題 ，2010 年，噴氣推進實驗室聘請了 Hofmann，當(dāng)時他是加州理工學(xué)院的一名研究科學(xué)家，擁有材料科學(xué)和工程背景。美國宇航局在噴氣推進實驗室資助了一個新的冶金設(shè)施，以探索齒輪的替代品并開發(fā)新的金屬合金。

從他在加州理工學(xué)院管理噴氣推進實驗室開始，霍夫曼就熟悉一類新興的特殊工程材料，稱為塊狀金屬玻璃，也稱為非晶金屬。這些是金屬合金，可以在它們的原子形成所有其他金屬共有的晶格結(jié)構(gòu)之前從液態(tài)快速冷卻到固態(tài)。相反，原子像玻璃一樣隨機排列，賦予玻璃和金屬的材料特性。

根據(jù)它們的組成元素——通常包括鋯、鈦和銅——它們可以非常堅固，并且因為它們不是結(jié)晶的，所以它們是有彈性的。霍夫曼解釋說，大多數(shù)組合物還會形成堅硬、光滑的陶瓷氧化物表面，并指出這些特性共同使由一些非晶態(tài)金屬制成的齒輪具有較長的使用壽命而無需潤滑。這對 NASA 非常重要，因為您可以在不潤滑變速箱的情況下運行變速箱。

但是非晶態(tài)金屬還有另一個特性，使它們對地球上的齒輪具有吸引力：“這些合金的設(shè)計熔點很低，因為要制造金屬玻璃，必須使合金的冷卻速度快于它的結(jié)晶速度，”Hofmann說。這種低熔點，加上它們的天然強度和固化時體積幾乎不變化的事實，使大塊金屬玻璃易于用于注塑成型，這可以顯著降低制造齒輪等零件的成本。

Hofmann 說，這就是使用非晶態(tài)金屬成型可以帶來最大節(jié)省的地方：它的成本大約是用鋼加工應(yīng)變波齒輪的一半。成型小型、高性能行星齒輪和應(yīng)變波齒輪成為 Hofmann 于 2014 年共同創(chuàng)立的 Amorphology 的核心業(yè)務(wù)計劃。通過加州理工學(xué)院，該公司獲得了他為 NASA 開發(fā)的多項技術(shù)專利。

關(guān)鍵詞： 火星車 機器人 玻璃齒輪 潤滑劑