据韩国研究财团(NRF)透露,浦项科技大学(POSTECH)研究团队成功开发出一种新型高熵合金,该合金具有高强度、高延展性和高加工性的优点,并经切削加工制造出了不同的金属零部件(如图1所示)。
普通合金是在金属基体中添加一定的辅助元素,与之不同,高熵合金是由高混合熵形成单相的固溶体合金。通过调节合金元素类别或含量,其力学、热学、物理、化学性能非常优秀,可以作为结构材料、低温材料、耐热材料、核能材料等进行广泛应用。不过,由于采用了均匀的单相形式进行制备,并在维持单相上添加了钴、铬等高价元素,因而制造成本较高。
浦项科技大学研究团队打破了“高熵合金必须均匀”的固定观念。如同水和油一样,不相混合的铁和铜的基体中,形成了两个分开的区域,然后添加一些可以与两者混合的元素,从而最大限度地提高了异质性,增大了整个材料的熵。由此设计出的异质结构高熵合金由铜和铁组成,铁使材料具有延性,铜能增大材料的强度,抗拉强度约为1GPa,比传统不锈钢高1.5倍。
归因于铁铜二元化结构,这种高熵合金的切削加工耗时相当于传统304不锈钢的二十分之一,大幅降低了加工成本。铁和铜具有经济性,将其与铝和锰等廉价元素组合在一起,制造成本相当于传统高熵合金的3%-10%,价格优势仅次于商用不锈钢。
另外,该研究结果最近刊登于金属工程领域国际学术杂志《Acta Material ia》及《Scripta Material ia》的网络版,论文名称为《Hetero-def ormationi nduc ed s t r engt heni ng by t wi n-medi at ed mar t ens i t i c transf ormation i n an i mmisci bl e medium-entropy al l oy》。 (御风)