一个研究团队开发出一种新合金,能够在-196摄氏度到600摄氏度之间保持拉伸性能。
由POSTECH(浦项科技大学)材料科学与工程系、冶金技术研究生院以及机械工程系的金亨燮教授领导的研究团队,开发出一种新合金,能够在-196°C到600°C的极端温度范围内保持其强度和延展性。这一发现引起了航空航天和汽车工业的关注,已发表于国际期刊Materials Research Letters.
大多数日常生活中使用的金属对温度变化敏感——金属门把手在冬天感觉冰冷,在夏天则感觉烫人。因此,传统金属材料通常在狭窄的温度范围内进行优化,限制了它们在剧烈温度波动环境中的有效性。
为了克服这一挑战,POSTECH研究团队提出了“超适应器”(Hyperadaptor)的概念,并开发出一种基于镍的高熵合金(HEA),体现了这一理念。
新开发的HEA在广泛的温度范围内展示了近乎恒定的机械性能——从-196°C(77 K)的低温条件到600°C(873 K)的高温。这种显著的稳定性归功于合金中均匀分布的纳米尺度L1₂析出物*2,这些细小颗粒作为增强物抑制变形,而合金的内部结构通过一致的滑移行为适应应力,无论温度如何。
这一发展在涉及突发或极端温度变化的应用中具有重要前景,如火箭或喷气发动机、汽车排气系统、发电厂涡轮机和管道。合金在这些条件下保持稳定性能的能力,可以大大提高这些苛刻环境中的安全性和效率。
金教授表示:“我们的HEA突破了现有合金的局限,建立了一类新的温度无敏材料。”他补充说:“超适应器概念代表了开发下一代材料的突破,即使在极端条件下也能保持一致的机械行为。”
该研究得到了科学和信息通信部通过纳米和材料技术开发计划的支持,以及现代汽车集团的资助。