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新华社杭州10月11日电中美科学家团队协作提醒了金属资料一起具有高强度和高塑性的内部机制,这一发现将为要害资料的功能优化规划和高功能合金研制供给支撑。相关成果于北京时间10日在线刊登于《天然》杂志。

近年来科学家们发现,将多种元素等原子比固溶在一起,理论上能够制得原子摆放有序而元素摆放无序的高熵合金,部分高熵合金能够一起具有高强度和高塑性,然后打破传统金属中“鱼与熊掌”难以兼得的窘境。

浙江大学资料科学与工程学院、硅资料国家重点实验室、电子显微镜中心张泽院士团队的余倩教授和美国乔治亚理工学院资料系朱廷教授、加州大学伯克利分校资料系主任罗伯特·里奇教授协作,从解密高熵合金中元素散布下手,揭开了“百炼刚”化成“绕指柔”的奥妙。

高熵合金由多种元素高浓度固溶在一起,晶体结构清楚而原子散布紊乱。研究人员经过原子标准的元素散布表征,发现高熵合金中的元素呈现了共同的浓度波崎岖,各种元素的浓度在晶格间25%到15%的震动。

原子的部分不规则摆放被称为位错,其存在对资料的物理功能,尤其是力学功能,具有极大的影响。在高倍电镜下,研究人员看到,高熵合金中一条条的位错线,如同一浪又一浪的钱塘潮,滚滚向前,并形成了“穿插潮”乃至“回头潮”。

“这样的位错移动导致位错之间的相互作用添加,供给了更多变形的或许,使得合金有更好的均匀变形才能,又有更好的强度。”余倩说。

研究人员介绍,高熵合金中共同的浓度波调控极为精密且具有连续性,是一种可控和高效的资料强韧化办法。高熵合金强度与塑性兼得的特色以及优秀的低温功能,在航空等对温度要求较苛刻范畴的资料制备上大有可为,在防撞范畴上也将有重要使用。

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