納米結(jié)構(gòu)高熵合金是由幾種不同元素的混沌混合物(chaotic mix)制成的金屬。與普通金屬相比,由于具有高強(qiáng)度和更高的熱穩(wěn)定性,納米結(jié)構(gòu)高熵合金在航空航天和汽車(chē)等行業(yè)中表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。但是,生產(chǎn)這類(lèi)合金的成本很高,而且需要消耗大量能源。據(jù)外媒報(bào)道,研究人員與位于薩斯喀徹溫省大學(xué)(USask)的加拿大光源(CLS)合作找到了一種成本更低且更容易制造這類(lèi)合金的方法,從而為商業(yè)應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。

(圖片來(lái)源:表面與涂層技術(shù))
多倫多大學(xué)(University of Toronto)材料工程師Michel Haché及其同事證實(shí),利用電沉積法來(lái)制造這類(lèi)合金的成本效益高,且易于擴(kuò)展。電沉積是將金屬離子溶解在水中,然后用電流將它們從液體中分離出來(lái),從而形成固體材料。這與制造摩托車(chē)鍍鉻部件的工藝相同。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在期刊《表面與涂層技術(shù)(Surface and Coatings Technology)》上。
多倫多大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),由幾種不同金屬(鎳、鐵、鈷、鎢和鉬)制成的合金可以承受高達(dá)500°C的溫度(相比之下,純鎳只能承受270°C的溫度),而且比復(fù)雜程度較低的同等合金更堅(jiān)硬。研究人員表示:“我們利用材料結(jié)構(gòu)中的混沌(chaos)來(lái)實(shí)現(xiàn)有趣的特性?!?/p>
研究人員發(fā)現(xiàn),在合金中加入的混沌越多,在一定程度上合金的效果就越好。由四種不同元素制成的合金可以承受比只有三種元素制成的合金高100°C的溫度,但添加第五種元素并未取得進(jìn)一步的改善。
Haché表示,這是一個(gè)附加優(yōu)勢(shì),因?yàn)槭褂酶俚脑馗p松、成本更低?!斑@讓我們?cè)谔剿餍聭?yīng)用時(shí)更有效率?!?/p>
研究人員認(rèn)為,這些合金可用于制造工具或部件,適合汽車(chē)和航空航天行業(yè)中溫度和機(jī)械應(yīng)力可能極高的應(yīng)用。Haché表示:“我們?cè)噲D使材料達(dá)到絕對(duì)極限性能?!?/p>

