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本報訊(見習記者李媛)近日,西安交通大學前沿院教授馬天宇團隊在特種功能合金領域取得重要進展。相關研究成果發表于《先進材料》。
負熱膨脹材料是降溫時產生反常膨脹(即熱縮冷脹)的特種功能材料,在精密傳動等高技術領域應用前景廣闊。若在空天大溫差復雜環境應用,則要求負膨脹材料不僅服役溫域寬,而且具備良好的機械承載性。然而,多數負膨脹材料為本征脆性的金屬間化合物,強度不足。盡管少部分具有負熱膨脹效應的一級相變合金力學性能良好,但存在服役溫域窄的先天不足。因此,亟須研發同時具有高強度和寬使用溫域的負膨脹材料,從而滿足上述苛刻要求。 研究團隊基于多主元交互效應思想,設計出一種高強度、寬溫域負熱膨脹Fe-Co-Ni-Ti多主元合金。通過簡單的熱處理調控異質相體積分數,研究人員不僅可以進一步提高合金的強度,還可以拓寬負熱膨脹溫域,甚至獲得零膨脹效應。經成分和工藝優化后,合金負膨脹溫域超過200K,可滿足航空工業需求;抗壓強度可達2.64GPa,高于公開報導報道的其他負膨脹材料。 這項工作為發展高強度負膨脹合金提供了新思路,也為大溫差高載荷環境服役的負膨脹材料提供了重要候選。 相關論文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202507767 《中國科學報》 (2025-07-30 第4版 綜合)
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