Nature Materials-中熵合金 | 金属材料
2022-06-01 14:08:58
作者：今日新材料 来源：今日新材料
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下一代裂变和未来聚变能源，亟需在高温下维持高辐射剂量的高性能金属材料。然而，到目前为止，因辐射驱动的微结构不可逆退化，即使是最有前途的结构材料，也无法承受所需的辐射环境。
今日，北京大学 物理学院技术物理系付恩刚 Engang Fu团队Jinlong Du等，北京科技大学 吕昭平Zhaoping Lu团队，Suihe Jiang，Peipei Cao等，在Nature Materials上发文，报道了一种违反直觉的策略，通过在金属材料中，引入超晶格纳米析出物nanoprecipitates的可逆局部无序-有序转变，在高温下，实现异常高的辐射耐受性。正如在含有高密度B2有序超晶格的马氏体钢中，特别证明的那样，即使在400–600°C超高剂量辐射损伤后，也没有检测到空洞膨胀void swelling 。高度过饱和基体中，低失配超晶格的重新排序过程，是通过在快速弹道无序化ballistic disordering后辐射诱导的点缺陷和过量溶质的短程重组发生的。这种动态过程稳定了微观结构，持续促进原位缺陷复合，并有效阻止了毛细驱动的长程扩散过程。该策略，可以很容易地应用于其他材料，并为开发高辐射耐受性的高性能金属材料铺平了道路。
Superior radiation tolerance via reversible disordering–ordering transition of coherent superlattices.
通过相干超晶格的可逆无序-有序转变获得优越的辐射耐受性。
图1：高密度Ni（Al,Fe）纳米粒子Nano Particles，NPs超晶格钢的优异辐射耐受性。b和c比较表明，超晶格钢比9Cr氧化物弥散强化oxide-dispersion-strengthened，ODS钢表现出更强的抗空洞溶胀能力void swelling resistance。
图2：离子辐照下，超晶格钢的微观组织演变。
图3：超晶格钢纳米粒子NPS的辐射诱导溶解机制。
图4：在热老化过程中，纳米粒子NPS快速形成动力学。
图5：超晶格钢纳米粒子NPs无序化和重新有序化过程随时间变化的示意图。
图6：电流策略应用在面心立方晶格Face Center Cubic，FCC Fe35.8Ni37.6Cr22.9Ti1.7Al2 （wt.%）中熵合金medium-entropy alloy，MEA。
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标签： Nature Materials, 中熵合金, 金属, 材料
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