近日,南京理工大學(xué)材料學(xué)院納米異構(gòu)材料中心團(tuán)隊(duì)在高強(qiáng)韌多主元中熵合金設(shè)計(jì)研究方向取得最新進(jìn)展,相關(guān)研究成果發(fā)表在《science advances》(《科學(xué)進(jìn)步》)上面。
金屬結(jié)構(gòu)材料的高強(qiáng)度和高塑性通常不可兼得,存在互斥關(guān)系,如何同時(shí)獲得超高強(qiáng)度和良好塑性一直是金屬結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域最受關(guān)注的重大難題。上世紀(jì)八十年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)通過(guò)宏觀合金化來(lái)降低有序金屬間化合物的價(jià)電子濃度,可以實(shí)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)從低對(duì)稱性的有序三方結(jié)構(gòu)向有序六方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,最終轉(zhuǎn)變?yōu)楦邔?duì)稱性的有序立方結(jié)構(gòu),從而改善其塑性(science 1984, 226, 636–642)。目前,完全有序的中、高熵合金在室溫下表現(xiàn)出較低的屈服強(qiáng)度,且容易受到晶間脆化的影響導(dǎo)致塑性較差。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),納米異構(gòu)材料中心團(tuán)隊(duì)研究人員提出分級(jí)有序相強(qiáng)韌化新理念,通過(guò)分級(jí)有序化在單相面心立方結(jié)構(gòu)ni2cofev中熵合金中逐步引入三方晶體結(jié)構(gòu)的κ有序相和立方結(jié)構(gòu)的l12有序相來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)度和優(yōu)異塑性。微觀結(jié)構(gòu)表征揭示了在三相ni2cofev中熵合金內(nèi)同時(shí)激活多種變形機(jī)制,增強(qiáng)變形過(guò)程中的加工硬化能力,延遲拉伸頸縮失穩(wěn),從而獲得優(yōu)異的塑性。
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