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方法(例如熱處理)來控制耐火高熵合金的結構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構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對鈦、鈮、鉿和鋁材料的機械性能進行微調。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，合金的多元素性質以及其組成元素之間的復雜關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，在此基礎上進行實用性評估。
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域被青睞有加。其實，高熵合金和傳統合金，從設計理念到性能性質已經是兩個“世界”的合金了，但如果想將其實現產業(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。
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