香港城市大学《Nature Communications》：基于有序-无序的核壳策略设计超高强韧、高热稳定纳米结构合金

主要观点总结

本文介绍了金属材料既坚固又具有延展性的追求，以及纳米晶合金面临的挑战。引入大量晶界将晶粒尺寸细化到纳米级已被证明是一种有效的强化方法，但会导致加工硬化能力恶化和热稳定性较差。目前，人们已经提出了各种手段来解决纳米晶合金中存在的问题，提高NC合金延展性的关键在于提高其加工硬化能力。杨涛/C.T. Liu教授团队提出了化学复杂型金属间化合物的合金设计理念，并成功引入有序-无序复合结构，克服了传统金属间化合物材料的瓶颈问题。该研究为开发新型纳米晶合金提供了重要的理论基础和方向。香港城市大学吕坚院士与杨涛教授领衔的研究团队在化学复杂型金属间化合物中引入了“核壳纳米结构”，解决了传统纳米晶金属的挑战，开发出一种新型纳米晶CCIMA合金，具有超高的抗拉强度和高均匀伸长率。相关成果在国际顶尖学术期刊上发表。

关键观点总结

关键观点1: 纳米晶合金的挑战和现状

纳米晶合金在提高强度的同时，面临着加工硬化能力和热稳定性恶化的挑战，限制了其实际应用。

关键观点2: 化学复杂型金属间化合物的提出

杨涛/C.T. Liu教授团队提出了化学复杂型金属间化合物的合金设计理念，通过引入有序-无序复合结构，克服了传统金属间化合物材料的瓶颈问题。

关键观点3: 核壳纳米结构的引入

香港城市大学吕坚院士与杨涛教授领衔的研究团队在化学复杂型金属间化合物中引入了“核壳纳米结构”，解决了传统纳米晶金属的挑战，开发出一种新型纳米晶CCIMA合金，具有超高的抗拉强度和高均匀伸长率。

关键观点4: 研究成果的影响

相关研究在国际顶尖学术期刊上发表，为开发更多的新型高性能结构材料提供了独特的设计策略。

文章预览

使金属材料既坚固又具有延展性一直是材料科学家和工程师的长期追求。引入大量晶界（ GB ）将晶粒尺寸细化到纳米级已被证明是一种有效的强化方法，通常会使材料的强度提高几个数量级。 然而，晶粒细化使得位错难以累积，从而导致加工硬化能力恶化。因此，纳米晶（ NC ）合金往往表现出十分有限的延展性，均匀伸长率（ε u ）通常低于 5% 。此外，高密度晶界中巨大的过量自由能为晶粒粗化提供了很高的驱动力，导致其热稳定性较差（ < 0.3T m 发生晶粒粗化）。 因此，强度 - 延展性和热稳定性的综合权衡一直是长期存在的科学难题，大大阻碍了 NC 金属材料的实际应用。 目前，人们已经提出了各种手段来解决纳米晶合金中存在的上述挑战。通俗来说，提高 NC 合金延展性的关键在于提高其加工硬化能力，这从根本上取决于促进位错发射和提高 ………………………………