每日視點(diǎn)!科學(xué)家研制出 仿調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)合金
發(fā)布時(shí)間:2023-02-02 08:21:59
文章來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
科學(xué)家研制出仿調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)合金
【資料圖】
科技日?qǐng)?bào)記者從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心獲悉,該中心金海軍研究員團(tuán)隊(duì)將脫合金與電沉積相結(jié)合,在完全互溶且熱力學(xué)穩(wěn)定不易分解的銅—金合金體系中,構(gòu)筑出類(lèi)似于調(diào)幅分解產(chǎn)生的納米結(jié)構(gòu),形成了仿調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)合金或人工調(diào)幅合金。這一新型納米金屬材料具有接近理論值的高強(qiáng)度,同時(shí)表現(xiàn)出粗晶材料的塑性變形特征,為材料的強(qiáng)韌化和功能化設(shè)計(jì)提供了新思路。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》。
據(jù)介紹,該團(tuán)隊(duì)利用脫合金腐蝕將銅—金固溶體中銅(或銀—金固溶體中銀)選擇性溶解,促使未溶解金原子自組裝形成納米多孔金,再用電化學(xué)沉積將銅回填入納米孔,形成全致密仿調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)銅/金合金。
“新材料保留了前驅(qū)體合金的粗大晶粒,其晶內(nèi)由同為面心立方結(jié)構(gòu)、晶體取向一致、且在納米尺寸互相貫通的銅—金兩相構(gòu)成。”團(tuán)隊(duì)成員介紹,該材料兩相間呈三維空間連續(xù)、彎曲的半共格界面,相界上規(guī)則地排列著高密度的失配位錯(cuò),兩相特征結(jié)構(gòu)尺寸可在納米至亞微米區(qū)間變化。
和多層膜等納米材料在較高臨界尺寸以下即發(fā)生軟化不同,仿調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)銅/金合金的強(qiáng)度隨尺寸減小而持續(xù)升高,直至接近其理論強(qiáng)度。更有趣的是,隨著特征尺寸細(xì)化至50納米以下,其塑性變形也從傳統(tǒng)復(fù)合材料向單相材料變形方式轉(zhuǎn)變。
在此臨界尺寸以下,新材料在具有納米材料高強(qiáng)度的同時(shí),也具備了單相粗晶材料的變形行為特征,展現(xiàn)出綜合力學(xué)和物理性能優(yōu)化的巨大空間。