俄羅斯別爾哥羅德國立研究型大學科研人員近日開發(fā)出新一代燃氣渦輪發(fā)動機的獨特合金，即高熵金屬合金，這種合金具有超高強度和良好的延展性。
現(xiàn)代燃氣渦輪發(fā)動機必須具有很高的能源效率，但研究表明，使用鎳鈦合金作為這種發(fā)動機的材料已不可能大幅度提高該指標，而耐火的高熵合金被認為是目前世界上現(xiàn)有高溫材料中有良好應用價值的替代品。高熵合金通常由4到5種或更多的含有相當比例鋁和硅添加劑的難熔金屬組成，它在極高的溫度下具有高超的強度。然而，大多數(shù)這樣的合金在室溫下的延展性很差，同時，通常情況下使用標準技術(shù)方法(例如熱處理)來控制耐火高熵合金的結(jié)構(gòu)和性能也是不可能的。
別爾哥羅德國立研究型大學的科研人員找到了解決該問題的方法：由他們制造的高熔點、高熵合金同時具有獨特的超高強度和良好的延展性。
該大學材料學和創(chuàng)新工藝研究所立體納米結(jié)構(gòu)材料實驗室研究員尼基塔·尤爾琴科說：“我們的研究表明，可以通過簡單的熱處理技術(shù)對鈦、鈮、鉿和鋁材料的機械性能進行微調(diào)。例如，需要進行高溫退火才能獲得可塑性，在室溫下利用較低的溫度進行熱處理可使合金的強度提高50%，而延展性塑性卻沒有明顯下降。”
尼基塔·尤爾琴科認為，合金的多元素性質(zhì)以及其組成元素之間的復雜關(guān)系是在強度顯著提高的情況下保持材料足夠延展性的原因。他稱，由于強度和延展性的獨特結(jié)合，這樣的合金可用于制造燃氣渦輪發(fā)動機的葉片和盤片。
據(jù)悉，科研人員將繼續(xù)研究這種新合金材料的性能特征，在此基礎(chǔ)上進行實用性評估。
總編輯圈點
一般我們說合金，主要金屬大概只有一到兩種，因為以前觀點認為，組成合金的金屬元素多了之后，反而會惡化性能。但高熵合金刷新了人們認知，它可以由多達5種甚至更多的金屬形成，擁有一般材料難以企及的理想特性，是以高熵合金才在材料科學及工程領(lǐng)域被青睞有加。其實，高熵合金和傳統(tǒng)合金，從設(shè)計理念到性能性質(zhì)已經(jīng)是兩個“世界”的合金了，但如果想將其實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還需要在材料制備上更有組織、性能上也更穩(wěn)定才行，這也為工程師們提供了更大的研究空間。
