Nature Materials-中熵合金 | 金屬材料
2022-06-01 14:08:58
作者：今日新材料 來源：今日新材料
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下一代裂變和未來聚變能源，亟需在高溫下維持高輻射劑量的高性能金屬材料。然而，到目前為止，因輻射驅動的微結構不可逆退化，即使是最有前途的結構材料，也無法承受所需的輻射環境。
今日，北京大學 物理學院技術物理系付恩剛 Engang Fu團隊Jinlong Du等，北京科技大學 呂昭平Zhaoping Lu團隊，Suihe Jiang，Peipei Cao等，在Nature Materials上發文，報道了一種違反直覺的策略，通過在金屬材料中，引入超晶格納米析出物nanoprecipitates的可逆局部無序-有序轉變，在高溫下，實現異常高的輻射耐受性。正如在含有高密度B2有序超晶格的馬氏體鋼中，特別證明的那樣，即使在400–600°C超高劑量輻射損傷后，也沒有檢測到空洞膨脹void swelling 。高度過飽和基體中，低失配超晶格的重新排序過程，是通過在快速彈道無序化ballistic disordering后輻射誘導的點缺陷和過量溶質的短程重組發生的。這種動態過程穩定了微觀結構，持續促進原位缺陷復合，并有效阻止了毛細驅動的長程擴散過程。該策略，可以很容易地應用于其他材料，并為開發高輻射耐受性的高性能金屬材料鋪平了道路。
Superior radiation tolerance via reversible disordering–ordering transition of coherent superlattices.
通過相干超晶格的可逆無序-有序轉變獲得優越的輻射耐受性。
圖1：高密度Ni（Al,Fe）納米粒子Nano Particles，NPs超晶格鋼的優異輻射耐受性。b和c比較表明，超晶格鋼比9Cr氧化物彌散強化oxide-dispersion-strengthened，ODS鋼表現出更強的抗空洞溶脹能力void swelling resistance。
圖2：離子輻照下，超晶格鋼的微觀組織演變。
圖3：超晶格鋼納米粒子NPS的輻射誘導溶解機制。
圖4：在熱老化過程中，納米粒子NPS快速形成動力學。
圖5：超晶格鋼納米粒子NPs無序化和重新有序化過程隨時間變化的示意圖。
圖6：電流策略應用在面心立方晶格Face Center Cubic，FCC Fe35.8Ni37.6Cr22.9Ti1.7Al2 （wt.%）中熵合金medium-entropy alloy，MEA。
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標簽： Nature Materials, 中熵合金, 金屬, 材料
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