俄罗斯科研人员开发出新一代航空燃气轮机用独特合金

俄罗斯别尔哥罗德国立研究型大学科研人员近日开发出新一代燃气涡轮发动机的独特合金,即高熵金属合金,这种合金具有超高强度和良好的延展性。

现代燃气涡轮发动机必须具有很高的能源效率,但研究表明,使用镍钛合金作为这种发动机的材料已不可能大幅度提高该指标,而耐火的高熵合金被认为是目前世界上现有高温材料中有良好应用价值的替代品。高熵合金通常由4到5种或更多的含有相当比例铝和硅添加剂的难熔金属组成,它在极高的温度下具有高超的强度。然而,大多数这样的合金在室温下的延展性很差,同时,通常情况下使用标准技术方法(例如热处理)来控制耐火高熵合金的结构和性能也是不可能的。

别尔哥罗德国立研究型大学的科研人员找到了解决该问题的方法:由他们制造的高熔点、高熵合金同时具有独特的超高强度和良好的延展性。

该大学材料学和创新工艺研究所立体纳米结构材料实验室研究员尼基塔·尤尔琴科说:“我们的研究表明,可以通过简单的热处理技术对钛、铌、铪和铝材料的机械性能进行微调。例如,需要进行高温退火才能获得可塑性,在室温下利用较低的温度进行热处理可使合金的强度提高50%,而延展性塑性却没有明显下降。”

尼基塔·尤尔琴科认为,合金的多元素性质以及其组成元素之间的复杂关系是在强度显著提高的情况下保持材料足够延展性的原因。他称,由于强度和延展性的独特结合,这样的合金可用于制造燃气涡轮发动机的叶片和盘片。

据悉,科研人员将继续研究这种新合金材料的性能特征,在此基础上进行实用性评估。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

 总编辑圈点

一般我们说合金,主要金属大概只有一到两种,因为以前观点认为,组成合金的金属元素多了之后,反而会恶化性能。但高熵合金刷新了人们认知,它可以由多达5种甚至更多的金属形成,拥有一般材料难以企及的理想特性,是以高熵合金才在材料科学及工程领域被青睐有加。其实,高熵合金和传统合金,从设计理念到性能性质已经是两个“世界”的合金了,但如果想将其实现产业化,还需要在材料制备上更有组织、性能上也更稳定才行,这也为工程师们提供了更大的研究空间。

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