金屬材料的性能往往受溫度影響巨大,比如冬天門把手會凍手、夏天會燙手,普通金屬很難在極端溫度下保持穩定。但韓國浦項科技大學(POSTECH)的研究團隊最近帶來了一項顛覆性突破 —— 他們開發出一種鎳基高熵合金,能在 -196℃到 600℃的超寬溫度范圍 *內保持高強度和延展性,堪稱 “金屬界的全能選手”。
打破溫度限制的 “超適應者” 合金
這支由材料科學與工程系金相學教授領導的團隊,在國際期刊《材料研究快報》上發表了他們的成果。這種被稱為 “Hyperadaptor”(超適應者)的合金,核心秘密在于其內部均勻分布的納米級 L1?析出物。這些細小顆粒就像無數微型鋼筋,能有效抑制金屬變形;同時,合金內部結構通過一致的滑移行為來適應應力,無論溫度如何變化,都能保持穩定的機械性能。
從實驗數據看,無論是在液氮低溫(-196℃)下,還是在接近火山熔巖的高溫(600℃)中,這種合金的抗拉強度和延展性幾乎沒有波動。舉個直觀的例子:傳統鋁合金在低溫下會變脆、高溫下會軟化,而 “超適應者” 合金在兩種極端環境下都能保持像常溫下一樣的堅韌。
開啟極端環境應用新時代
這項技術突破有望重塑多個高要求行業:
- 航空航天:火箭發動機在點火時會經歷從極低溫燃料到超高溫尾焰的劇烈溫差,該合金可用于制造更安全的發動機部件;
- 汽車工業:汽車排氣系統在工作時溫度高達數百攝氏度,使用這種合金能提升部件壽命并降低熱疲勞風險;
- 能源領域:核電站管道和渦輪機需要承受長期高溫高壓,“超適應者” 合金可減少因材料老化導致的泄漏隱患。
金相學教授表示:“我們的合金突破了現有材料的極限,定義了‘溫度不敏感材料’這一新類別。‘超適應者’概念為開發下一代極端環境材料開辟了道路?!?/p>
參考資料:DOI: 10.1080/21663831.2025.2457346
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