什么是比剛度？
"簡單說就是『又輕又硬』的指標
好比同樣1公斤材料：
鋁棒能掰彎 → 比剛度低
鈹棒紋絲不動 → 比剛度爆表"
“比剛度”是指材料在單位重量下的剛性（剛度）指標 = 彈性模量（E）÷ 密度（ρ），用來衡量材料在減重同時保持結構剛性的能力。
1、鈹（Be）
比剛度：≈155 GPa/(g/cm3)
? 硬度接近部分鋼材，重量僅為鋁的 2/3
? 熱穩定性極佳，適合空間光學器件
△ 毒性限制其應用場景
■ 尖端應用：航空航天、衛星結構件
2、鎂合金 Magnesium alloy
比剛度：≈25~45 GPa/(g/cm3)
? 最輕結構金屬之一（ρ = 1.74–1.81 g/cm3）
? 添加 Al/Zn 穩定析出相，提高強度與鑄造性
■ 應用：輕量化汽車部件、無人機骨架
3、高強鋁合金 Aluminum alloy
比剛度：≈25~26 GPa/(g/cm3)
? 彈性模量約 70 GPa，密度約 2.8 g/cm3
? 可通過 Li/Sc 微合金化提升強度與耐腐蝕性
■ 應用：飛機機身、自行車框架
4、鈦合金 Titanium alloy
比剛度：≈24~25 GPa/(g/cm3)
? 高強度 + 彈性模量（110 GPa）
? 生物相容性：Ti-6Al-4V 被廣泛用于人工關節、種植體
? 在海水中腐蝕速率僅為鋼的十分之一
◇ 成本痛點：熔煉需真空電弧爐（能耗是煉鋁的2~5倍）
¤ 冷知識：iPhone 15 Pro邊框用的其實是Ti-6Al-4V合金
■ 應用：醫療植入物、航空發動機
5、鈧鋁合金 Sc-Al alloy
比剛度：≈23~24 GPa/(g/cm3)
? 0.1%鈧使晶粒尺寸縮小至1μm
? 疲勞壽命提升300%
◇ 稀缺性和提煉難度推高價格：鈧價格遠超黃金
■ 高端應用：航天器承力結構、燃料箱、可焊高強鋁構件
6、高熵合金 High-Entropy alloys
比剛度：≈17~22 GPa/(g/cm3)
? 5種主元素協同強化（如 AlCoCrFeNi）
? 抗輻照能力是傳統合金的10~100倍
? 極端環境材料
△ 工業難題：小批量制備為主，難以工業化量產
7、鋁鋰合金 Aluminum-Lithium alloy
比剛度：≈30~31 GPa/(g/cm3)
? 每添加 1% 鋰，密度下降約 3%
? 彈性模量逆增（如AA2099 可達 76 GPa）
◇ 波音“787 減重 1kg/年省 $3000”
8、鎳基超合金（如 Inconel 718）
比剛度：≈24~25GPa/(g/cm3)
? 在 700–800°C 保持 70% 模量
? 析出強化（γ''）帶來高蠕變抗力
■ 關鍵應用：航空發動機渦輪葉片、壓氣機部件
9、馬氏體時效鋼 Maraging Steel
比剛度：≈23~26 GPa/(g/cm3)
? 彈性模量高，強度超 2000 Mpa
? 密度偏高，限制航空輕質部件應用
■ 應用：裝甲、高強度結構
10、金屬基復合材料（如 Al/SiC）
比剛度：≈30~80 GPa·cm3/g（取決于 SiC 含量）
? 復合增強使模量達 200–250 Gpa
? 熱膨脹系數可匹配光學元件，實現熱不變形
■ 精密領域：光學儀器平臺支撐結構