航空航天和汽车等行业一直在寻求能够承受极端高温,同时提高燃油效率和减少排放的材料。金属基纳米复合材料 (MMNCs),即通过向金属中添加纳米颗粒而形成的材料,为解决这一难题提供了希望。这篇综述全面概述了纳米颗粒如何增强金属的抗蠕变性能,而抗蠕变性是高温应用的关键因素。蠕变机制:探讨了纳米颗粒如何影响各种蠕变机制,包括晶界滑移、扩散和位错运动。
强化机制:研究了临界应力和载荷转移如何增强 MMNCs 的抗蠕变性。
合金特异性效应:分析了纳米颗粒对铝、镁、钛、锌和焊料合金蠕变行为的影响,并举例说明了TiC纳米颗粒如何提高铝铜合金的性能。
- 未来展望:重点介绍了推进高温材料的关键研究领域,例如优化纳米颗粒特性以实现最大抗蠕变性。
图1. 纳米尺寸和微米尺寸Sn37Pb-1 vol% Cu的蠕变断裂寿命。
图2. 在不同蠕变条件下的复合材料中TiB 和硅化物的 TEM 形貌和分布:(a) 700 °C/80 MPa,(b) 700 °C/120 Mpa。以及纳米复合材料中 Y2O3 和硅化物的 TEM 形貌:(c) 700 °C/80 Mpa,和 (d) 700 °C/120 Mpa。
作者
这项工作的第一作者和通讯作者是来自埃及Zagazig大学的Walaa Abd-Elaziem博士。W. Abd-Elaziem, J. Liu, N. Ghoniem, X. Li, Effect of nanoparticles on creep behaviour of metals: A review, Journal of Materials Research and Technology 26 (2023) 3025-3053. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.068
编译:贺君敬 博士