新的结构见解可能会导致合金的机械增强
一种新型金属材料可以承受极端温度并抗断裂,在飞机涡轮机、核反应堆和太空探索设备中具有潜在的应用前景,但科学家们直到现在才明白其中的原因。根据宾夕法尼亚州立大学研究人员共同领导的一项新研究,答案可能与材料的短程有序或材料内原子的局部排列有关。研究人员表示,这些知识可能会进一步提高这些材料的机械性能和损伤容限,从而提高下一代交通或发电厂工程系统的安全性和可靠性。
他们的研究结果发表在 《自然通讯》杂志上。
该团队开发了一种新的成像方法来研究金属材料的局部原子排列,称为高熵和中熵合金(HEA/MEA),并将他们的研究重点放在铬钴镍(CrCoNi)MEA及其对机械性能的影响。
“CrCoNi 的机械性能令人惊叹,”宾夕法尼亚州立大学工程科学、力学和核工程助理教授、材料研究所的共同通讯作者杨阳说。“例如,最近研究表明,它在接近 -423 华氏度的温度下具有地球上最高的韧性。但人们不知道为什么它这么好。”
杨说,一些科学家推测这是短程有序造成的。
“但是,由于材料中的短程有序非常小且微妙,因此观察或测量它以提供实验证明非常具有挑战性,”共同通讯作者、材料科学与工程教授安德鲁·M·米诺 (Andrew M. Minor) 说。加州大学伯克利分校(UC Berkeley)和劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)。
CrCoNi 具有三种成分:铬、钴和镍。杨说,合金中每种元素都具有相同的原子分数,早期研究假设这三种原子中的每一种都是随机分布在系统内的。然而,杨说,最近的研究表明该材料实际上表现出短程有序。
“让我们想象一下,有一个聚会,有来自宾夕法尼亚州立大学、俄亥俄州立大学和北卡罗来纳州立大学的人,”杨说。“而且,理想情况下,你会期望每个人都能无缝地融为一体,在整个房间里形成统一的个人组合。然而,在实践中,情况并非总是如此。通常,来自同一所大学的人往往会因为共同的经历而相互吸引。这是一种短程秩序,偏离了预期的随机分布。”
为了研究短程有序在 CrCoNi 中的作用,团队设计了一个使用能量过滤 4D 扫描透射电子显微镜 (4D-STEM) 系统的实验。在 4D-STEM 实验中,纳米电子束扫描样品,为每个点生成纳米束电子衍射图案。据 Minor 介绍,他们每秒能够捕获数百张电子衍射图像,从而能够以大视场和高分辨率分析应力下材料缺陷的演变。
“缺陷是在机械变形过程中形成的,我们实际上发现缺陷的形成存在一个过渡,”Minor 说,并指出他们特别关注平面缺陷,或者说平面堆叠顺序中的“错误”。原子。“我们发现平面缺陷在初始循环期间是完全可逆的。如果我们让它变形然后释放力,它就会完全恢复。然而,经过大约一千个机械变形循环后,这种可逆性消失了。此时,在我们释放负载后,缺陷往往会保留在那里。我们认为,这种转变实际上是由该系统中的短期秩序控制的。”
杨说,这是因为在开始时,系统有大量的短程订单,这使得可逆过程有利。然而,变形逐渐破坏了这种小的有序性,并将变形机制调整为有利于形成平面缺陷的另一种机制。
“短期命令就像一个主持人,”杨说。“它的局部密度,或者说它的程度,控制着哪个机制正在发挥作用,哪个机制不起作用。不同变形机制的协同作用对于此类材料的高损伤容限至关重要。”
通过成功提供一种可视化 CrCoNi 中平面缺陷演化的技术并集成先进的原子建模,研究人员能够揭示短程有序与平面缺陷之间的相互作用,从而提高这些合金的机械性能。
免责声明:本文由用户上传,与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考,并不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。 如有侵权请联系删除!
-
2025年6月20日,——在世界文化遗产地河南洛阳的光影流转之间,2025年新浪微博旅游之夜盛大举行。作为国内首个...浏览全文>>
-
2025年6月20日,——在世界文化遗产地河南洛阳的光影流转之间,2025年新浪微博旅游之夜盛大举行。作为国内首个...浏览全文>>
-
QQ多米试驾线下预约活动为了让更多用户感受QQ多米的独特魅力,我们特别推出了线下试驾预约活动。这不仅是一次...浏览全文>>
-
阜阳长安启源A07以其卓越的性能和豪华配置吸引了众多消费者的目光。作为一款定位高端市场的新能源车型,长安启...浏览全文>>
-
【安徽淮南大众CC新车报价2025款大公开】大众CC作为一款兼具运动感与豪华质感的轿跑车型,一直深受消费者喜爱...浏览全文>>
-
2025款长安猎手K50在安徽淮南地区的最新价格已新鲜出炉,为准备购车的朋友带来全面解析。这款车型以其高性价比...浏览全文>>
-
在安徽滁州购买长安猎手K50时,了解其落地价和省钱技巧至关重要。长安猎手K50是一款实用性强的皮卡车型,适合...浏览全文>>
-
途锐新能源是大众旗下的一款高端插电混动SUV,目前在安徽阜阳地区有售。其官方指导价约为58万元起,但实际成交...浏览全文>>
-
2025款大众CC作为一款兼具运动与豪华的中型轿车,备受关注。目前市场指导价大约在25万至35万元之间,具体价格...浏览全文>>
-
2024款探岳X作为一款备受关注的中型SUV,在市场上以其时尚的设计和出色的性能吸引了众多消费者。根据最新市场...浏览全文>>
- QQ多米试驾线下预约
- 安徽滁州长安猎手K50落地价,买车省钱秘籍
- 淮南大众CC新款价格2025款多少钱?买车攻略一网打尽
- 瑞虎8 PRO试驾,畅享豪华驾乘,体验卓越性能
- 安徽阜阳长安启源A05多少钱 2025款落地价,换代前的购车良机,不容错过
- 保时捷Macan试驾的流程是什么
- 安徽淮南大众ID.3多少钱?购车攻略在此
- 阜阳揽巡落地价,豪华配置超值价来袭
- 安徽池州威然 2024新款价格与配置的完美平衡
- 奇瑞瑞虎9试驾,新手必知的详细步骤
- QQ多米价格,换代前的购车良机,不容错过
- 池州迈腾GTE新款价格2022款多少钱?选车秘籍与优惠全公开
- 岚图追光多少钱 2024款落地价走势,近一个月最低售价25.28万起,性价比凸显
- 天津滨海威然 2024新款价格,最低售价28.98万起,入手正当时
- 蚌埠途昂新款价格2025款多少钱?购车必看
- 坦克400预约试驾全攻略
- 天津滨海ID.7 VIZZION价格,各配置车型售价全揭晓,性价比之王
- 安庆帕萨特最新价格2025款,最低售价12.35万起,入手正当时
- 亳州宝来新款价格2025款多少钱?选车指南与落地价全解析
- 生活家PHEV 2025新款价格,最低售价63.98万起现在该入手吗?