轻量化和高强度材料的结合已成为现代工程领域的研究热点。这主要是由于对节能结构材料的需求激增,尤其是在交通运输等领域。然而,开发轻质且强度高的铝基合金面临着一个重大挑战,即其他轻元素在铝中的溶解度有限,这常常导致合金中出现脆性金属间化合物(IMCs),从而影响机械性能。 为了克服这一问题,北京科技大学副校长、党委常委吕昭平教授、张晓宾副教授以及北京高压科学研究中心——上海分中心主任曾桥石研究员等研究者合作提出了一种新方法,即通过施加高温高压(HPHT)将脆性相转变为延展性固溶体,开发铝基复杂浓缩合金(CCA)。 在这项研究中,科学家们成功地开发出一种具有单相面心立方(SP-FCC)结构的铝基CCA——Al55Mg35Li5Zn5,该合金在2.40 g/cm³的低密度下展现出了344×10³ N·m/kg的高比屈服强度(通常传统铝基合金约为200×10³ N·m/kg)。这一成果归因于高压下溶质元素与铝之间的原子尺寸和电负性差异的减小,以及高温和高压的协同高熵效应。该合金的强度提升主要来源于高固溶体含量和纳米尺度化学波动。这项研究不仅为开发轻量化单相CCA提供了新途径,也为在广泛的组成-温度-压力空间中探索具有优良机械性能的轻量化合金提供了新的可能性。< br />< br />
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