7月30日消息，普渡大学（Purdue University）材料工程师在《Science Advances》发表最新研究，通过在钴铝（CoAl）金属间化合物中构建非晶界面框架与预存位错结构，成功赋予这类传统上极其脆性的材料前所未有的塑性和超强韧性。研究团队由张兴航（Xinghang Zhang）教授领衔，实验证实该材料强度可达钢材的10倍，同时具备优异的弯曲变形能力。 金属间化合物是由两种或多种金属元素以高度有序的晶体结构排列形成的固体材料，因独特的原子排布而具有超高强度、高熔点和优异的抗蠕变性能，是航空发动机涡轮叶片、燃气轮机和汽车关键部件的理想候选材料。然而，其致命弱点是室温下极度易脆——难以加工成形，且在应力下易突发断裂，严重限制了工业应用。 张兴航团队在发表于《Science Advances》的论文"Plasticity in brittle intermetallics enabled by framework of amorphous interfaces and preexisting dislocations"中报道，通过在CoAl基体中引入非晶界面（amorphous interfaces）作为缓冲层，配合预置的位错网络，使裂纹在扩展时被有效偏转和钝化。这一微观结构设计使材料在保持极高强度（最高可达钢的10倍）的同时，展现出显著的塑性变形能力——能够永久改变形状而不开裂。 该研究的另一位合作者还包括普渡大学材料工程学院的王海燕（Haiyan Wang）教授。研究团队指出，CoAl金属间化合物特别适合下一代航空发动机涡轮叶片材料，因为涡轮叶片需要在极端高温和应力下长期工作，对材料的蠕变抗力和高温稳定性有极高要求。赋予这类材料塑性后，工程师可以更容易地将其加工成复杂的发动机部件，同时降低突发断裂的风险。 这一突破为整个金属间化合物家族的性能调控提供了全新思路——通过界面工程而非改变化学成分即可同时实现高强度和高塑性。这对于航空发动机、能源存储系统和汽车轻量化等高端制造领域具有深远影响。 （来源：ScienceDaily）