SCIENCE CHINA Materials 近期在线发表的一篇论文深入研究了CoCrFeNi高熵合金的超低温服役行为,发现液氦环境下孪晶主导的变形机制引发了锯齿流变行为,变形孪晶和相变行为的共同作用导致了其优异的力学性能。
COCRFENI高熵合金的拉伸应力应变曲线
超低温材料在深空探测、应用超导和气体工业领域有诸多应用。随着聚变反应堆领域和空间技术的进步,针对高性能低温材料的需求越来越迫切。高熵合金作为多主元合金(多种合金元素等比例或近似等比例组成)的代名词,近些年引起研究人员的广泛关注。由于其合金设计理念的不同,高熵合金被认为具有突破传统材料诸多性能*限的潜力。 该文详细研究了具有面心立方结构的CoCrFeNi高熵合金的超低温服役行为,结果显示该合金在*低温环境下,能够保持高强度和*优异的韧性。 归根结底,这些优异的综合性能源于多组元合金*低的层错能,使变形孪晶在超低温环境下大量出现,进而导致材料在*限温度下保持高强高韧的特点。另外,研究还发现该合金在超低温环境准静态拉伸时表现出FCC-HCP相变
行为,说明在*低温且高应力状态下,HCP结构的CoCrFeNi合金比FCC结构更稳定,加深了我们对高熵合金相稳定性的认识。除此之外,高熵合金在液氦温区拉伸时出现了锯齿流变行为,作者认为这种特异性的现象是由孪晶主导的变形机制引起的,且相变行为的出现导致了该锯齿行为不稳定。 以上结果及上图显示,与传统的金属材料相比,高熵合金在*低温环境结构材料领域具有很大的工业应用潜力。