8月31日消息,arXiv论文2608.28268(8月28日提交)报道,由Shivam Dangwal、Yoji Mine(熊本大学)、Kaveh Edalati等组成的日本团队通过高压扭转(HPT)工艺将两种高熵合金复合,制备出具有卓越微力学性能的BCC/FCC纳米层片混合结构

研究选用面心立方(FCC)结构的Al0.1CoCrFeNi与体心立方(BCC)结构的TiZrHfNbTa,将两种合金的半圆盘叠加后进行HPT变形,形成层厚最低约61纳米的层状混合结构。同步辐射衍射、电子显微镜与原子探针层析分析表明,其超高强度与硬度(超越现有纳米结构高熵合金)来自三重强化机制:平均晶粒尺寸仅22纳米的极端晶界强化;FCC与BCC相中分布的高密度缺陷(位错、FCC层错与孪晶);以及BCC/FCC纳米层片界面的相间硬化——后者对总硬度贡献约30%

性能指标方面,该材料实现2.4GPa极限抗拉强度、4.0GPa最大弯曲强度与740Hv硬度,同时在拉伸与弯曲载荷下保留一定塑性与延展性。珠光体钢等天然纳米层片结构早已证明层片化可兼顾强度与塑性,本研究将该思路推广至高熵合金体系:通过缺陷丰富的异质纳米层片复合,在超高强度与合理塑性之间形成协同。该路线为设计下一代结构材料提供了摆脱传统强度-塑性权衡的候选方案。 (来源:arXiv)