Разработка высокоэффективных металлических материалов.

Сюй Вэй, Чжан Бо, Ли Сюянь и Лу Кэ, постдокторанты Научной студии наноматериалов Шэньянского национального исследовательского центра материаловедения Института исследований металлов Китайской академии наук, обнаружили, что ограниченная кристаллическая структура может значительно снизить высокотемпературное атомное воздействие. скорость диффузии всплав al-mg.При равновесной температуре плавления кажущаяся скорость межзеренной диффузии ограниченной кристаллической структуры примерно на 7 порядков ниже, чем скорость межзеренной диффузии материалов того же состава.

Это открытие не только раскрывает новое поведение атомной диффузии в ограниченной кристаллической структуре, но также показывает, что скорость атомной диффузии металлических материалов при высокой температуре может быть значительно снижена за счет использования этой новой метастабильной структуры, которая открывает новый путь для развития высоких температур. производительность и высокая термостойкость металлических материалов.

Атомная диффузия - это основной процесс управления структурой и свойствами материалов.

Используя высокую скорость диффузии металла, структуру и свойства металлических материалов можно в значительной степени регулировать при низкой температуре, чтобы получить хорошие комплексные свойства.Однако высокая скорость диффузии также приведет к структурной нестабильности металлических материалов при высокой температуре, и многие металлы будут терять прекрасные свойства и прочность.

В 2020 году команда обнаружила новый тип метастабильной структуры, называемую ограниченной кристаллической структурой. Впоследствии исследовательская группа использовала разработанную самостоятельно технологию низкотемпературной пластической деформации, чтобы уменьшить размер зерна пластины из сплава Al-15% Mg с временным насыщением до менее 10 нанометров, и успешно получили ограниченную кристаллическую структуру.Используя эту структуру, систематически изучалась эволюция трех структур, контролируемых диффузией атомов, в процессе нагрева сплава.

Результаты показывают, что развитие трех структур может быть эффективно подавлено ограниченной кристаллической структурой при высокой температуре, близкой к точке плавления сплава, и даже температура плавления сплава увеличивается на 69 К по сравнению с равновесной точкой плавления. демонстрируя сверхнизкую скорость диффузии атомов.