俄羅斯別爾哥羅德國立研究型大學(xué)科研人員近日開發(fā)出新一代燃?xì)鉁u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?xì)鉁u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(biāo),而耐火的高熵合金被認(rèn)為是目前世界上現(xiàn)有高溫材料中有良好應(yīng)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(xué)材料學(xué)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(rèn)為,合金的多元素性質(zhì)以及其組成元素之間的復(fù)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?xì)鉁u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。
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