然而,高熵合金的内部结构与现有的合金截然不同,我们不能使用现有的理论来预测他们的行为。但即使如此,研究人员已经在这片尚未开垦的新领域做了初步的探索,并且发现了一些具有新颖特性的高熵合金。高熵合金的横空出世,给材料科学界带来的冲击不止是变革合金制备原则这么简单。
今年早些时候,科学家偶然之间发现了一种由铁、锰、钴和铬组成的高熵合金,这种合金在冷轧退火之后,同时具有了卓越的强度与延展性,从下面的应力应变曲线可以看出,其强度超过了800 MPa,同时应变则超过了70%,远远高于钛合金与其他合金体系。更重要的是,这一发现完全颠覆了材料科学领域的一个经典常识:一种物体强度越高,那么其延展性(即材料断裂之前所能承受的应变)就越低,反之亦然。 FeMnCoCr高熵合金的应力应变曲线(图片来源:Z. Li, et al. Nature, 2016) 科学家们认为,高熵合金的这种独特行为可能源于这种材料具有多种原子重排方式,因而具有多种防止裂纹扩增机制,从而让材料能够吸收所受的冲击力。在相变之前,开奖,合金内部实际包含了两种具有不同晶体结构的高熵合金。而在变形之后,高熵合金的晶体结构发生了变化,并表现出不同寻常的高延展性与高强度的组合。他们将这一机制称之为“相变诱发塑性”。 在文章收尾之前,我们来回顾一张经典电影海报:你还记得《终结者2》里帅气的液态金属机器人吗?如果他也用上了高熵合金,或许就不会在低温时导致行动迟缓而露出马脚而被人干掉了。
当乌鲁布伦沉船还在航行的那个年代,合金主要用于制作艺术品,器具和工具,以及用于制作一种有助于塑造霸权帝国时代的新型武器:剑。然而,谁又能预计高熵合金这类新颖的金属化合物最终将会给人类带来什么? 或许在不久的将来,高熵合金将会出现我们生活里的方方面面,比如汽车轴承,水龙头,手机,笔记本电脑里等等。材料的进步最终带来社会的进步,是历史,也是现在与未来。 资料来源: Bernd Gludovatz, Anton Hohenwarter, Dhiraj Catoor,et al. Science, 2014(345),6201 Zhiming Li, Konda G. Pradeep, Yun Deng, etal. Nature, 2016(534), 227 Yu Zou, Huan Ma, Ralph Spolenak, NatureCommunication, 2016(6):7748 https://www.newscientist.com/article/mg23230950-500-a-mixedup-recipe-is-redefining-metals-into-impossible-alloys/
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