西安交大新年再发《科学》！超强韧合金新突破！

文摘 2025-01-26 11:41 陕西

1月24日

西安交大科研团队

联合香港城市大学科研团队

设计了一种创新纳米结构

在超强韧合金领域取得新突破

研究成果在《科学》上发布！

超高强度和优异的拉伸塑性是结构材料发展的不懈追求。然而，合金的抗拉强度提升至超高水平后，通常难以维持良好的应变硬化能力。因此，此类超强合金的均匀延伸率往往难以突破5%应变。

近日，西安交大金属材料强度全国重点实验室、微纳尺度材料行为研究中心吴戈教授-单智伟教授团队联合香港城市大学先进结构材料研究中心吕坚院士、西安交大刘畅教授、西安交大刘思达教授，设计了一种创新纳米结构，即短程有序界面与超纳析出相的结合，来克服此难题。

其中，超纳（Supra-nano）概念为吴戈教授与吕坚院士在Nature 545, 80 (2017)中提出，意为结构特征尺寸小于10 nm。通过在材料中引入超纳结构单元，整体材料会展现出一些奇异性能。如，在多晶材料中，通过将晶界结构扩展为超纳非晶相，可克服晶界的软化效应，使材料的强度提升至近理论值。在非晶材料中，通过两种超纳非晶畴的复合结构设计，可使整体非晶合金具备均匀塑性流变行为，克服非晶合金的脆性问题。本研究中，超纳析出相（S-L12）大幅提高了FCC-BCC双相合金的应变硬化能力。

该研究通过晶粒内部以及晶界附近的两种有序结构设计，成功实现了具有2.6 GPa抗拉强度和10%均匀延伸率的合金，为打造出兼具超高强度与卓越均匀延伸率的合金开辟了新道路。

素材来源：西安交通大学

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