专栏名称: 研之成理
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纳米合金,Science!

研之成理  · 公众号  · 科研  · 2025-03-29 16:58
    

主要观点总结

本文研发出一种能够在高温下工作的粗晶体铜合金,其热稳定性得益于与体心立方结构共格的有序L12 Cu3Li沉淀相。该合金具有优异的机械性能,能够在接近熔点的高温下工作,且晶粒粗化和蠕变变形程度极小。其背后的合金设计原理为下一代高温应用的铜合金开发提供了指导。

关键观点总结

关键观点1: 研发出一种粗晶体铜合金,能够在高温下工作

该铜合金具有出色的热稳定性和机械性能,能够在接近熔点的高温下工作,且表现出极低的晶粒粗化和蠕变变形程度。

关键观点2: 合金的热稳定性得益于特殊的沉淀相

该铜合金中形成了与体心立方结构共格的有序L12 Cu3Li沉淀相,这些沉淀相被富含钽的原子双层相界复合物所环绕,提供了优异的热稳定性。

关键观点3: 合金设计原理具有广泛应用前景

通过向铜钽体系中添加锂元素,这种合金设计策略有可能被广泛应用,甚至用于开发其他具有类似微观结构的高温合金。该策略的成功实施为下一代高温应用中的铜合金开发提供了指导。


文章预览

▲第一作者:B. C. Hornbuckle 通讯作者:  M. P. Harmer,K. Solanki,K. A. Darling 通讯单位:美国理海大学,美国亚利桑那州立大学,美国陆军CCDC陆军研究实验室 DOI : 10.1126/science.adr0299 (点击文末「阅读原文」,直达链接) Science 编辑 Marc S. Lavine 评语: 从理论上讲,纳米晶合金即使处于高温环境下也应该能够保持相当高的强度,但在实际中这种情况却很少得到验证。霍恩巴克尔等人( Hornbuckle et al. )起初采用了铜( Cu )和钽( Ta )的二元合金作为研究对象,尽管这两种金属互不相溶,但他们还是向其中添加了锂( Li )。这种混合方式使得合金中形成了纳米级团簇的 Cu 3 Li 沉淀,并且这些沉淀外包裹着 Ta 。这种核壳结构在温度高达 800℃ 时既不会发生溶解也不会粗化,同时还能使屈服强度超过 1 吉帕。 研究背景 γ′ 相的发现及其在镍基超合金中的作 ………………………………

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