【韩国科学家研发出超级金属,极端温度下强度不减】韩国浦项工科大学(POSTECH

丹亦科普合 2025-04-25 14:48:33

【韩国科学家研发出超级金属,极端温度下强度不减】

韩国浦项工科大学(POSTECH)由 Hyoung Seop Kim 教授领导的研究团队,成功开发出一种突破性的镍基高熵合金(High-Entropy Alloy,HEA),能在摄氏零下 196 度的深冷环境至摄氏 600 度的高温下(横跨近 800 度的温差范围),依然保持优异的强度与延展性。

这项被团队称为首款「超适应体」(Hyperadaptor)的新材料,研究成果已发表于国际期刊《材料研究快报》(Materials Research Letters)。

传统金属材料对温度变化极为敏感,性能通常仅在有限的温度区间内最佳化,难以应对温度剧烈波动的极端环境。为此,POSTECH团队引入「超适应体」概念,开发出这款新型高熵合金。高熵合金通常包含五种或以上元素且比例相近,利用高混合熵原理来稳定其固相结构,进而获得比传统合金更佳的机械性能与热稳定性。

这款新型镍基合金(包含镍、铁、钴、铬、铝、钛等元素)的卓越稳定性,源于其特殊的内部结构。其立方晶系(face-centred cube,FCC)结构赋予材料良好的延展性,而内部均匀分布的奈米级L1₂析出相则如同强化骨架,有效抑制材料在高低温下的变形。铝和钛的加入进一步提升了热稳定性,使得合金的内部滑移机制能在广泛温度范围内保持一致,进而维持恒定的机械性能。

研究主要作者朴孝珍(Hyojin Park)博士指出,这种温度不敏感的特性,使得「超适应体」合金在航空航天(如火箭、喷射发动机)、汽车工业(如排气系统)及能源领域(如发电厂涡轮机、管道)等需要承受剧烈温度变化的严苛应用中,具有巨大的潜力,能显著提升设备的安全性与效率。

金炯燮教授总结道:「我们的高熵合金突破了现有合金的限制,建立了一种新型的温度不敏感材料。『超适应体』概念代表了开发下一代材料的一大突破,即使在极端条件下也能维持一致的机械行为。」

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