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中科院專家研發出新型納米結構材料 突破高溫下穩定性難題

合肥
2016-04-06 15:42

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記者6日從中科院合肥物質科學研究院瞭解到,該院固體所研究團隊近日在國內率先成功製備出同時具有高強度、高熱穩定性的高介面銅鉭(Cu/Ta)納米多層膜塊體材料。這項成果突破了傳統納米材料高溫條件下的不穩定性問題,為下一代核電裝置結構材料的設計提供了思路。

相關研究成果近期發表在國際材料界權威期刊《Acta Materialia》上。

納米結構材料,因為其高強度及豐富的介面被認為是下一代核電裝置的理想候選材料。然而,傳統的納米結構材料在高溫、強輻照等極端條件下結構和性能都不穩定,因此製備同時具有高強度及高穩定性的納米結構材料一直是材料研究的難題。

固體所內耗與固體缺陷研究室核材料研究團隊以大塑性變形法,有效克服了材料在累積疊軋過程中出現的塑性不穩定現象及邊裂問題,首次成功製備出了層數為12288層,最小單層膜厚為50納米的高介面銅鉭納米多層膜塊體。微觀結構表明,這種銅鉭納米多層膜塊體層狀結構連續,銅、鉭介面平直清晰。力學性能測試結果表明,其強度達到了初始原材料的5倍。更為重要的是,這種材料還具有非常優異的高溫熱穩定性,500℃退火1小時後硬度不變,600℃退火1小時後硬度僅下降6.6%。這一高強度、高熱穩定性材料的成功製備為極端條件下材料設計提供了新思路,為下一步研究銅釩、銅鎢、鉻鎢等納米多層膜塊體材料打下了基礎。

該研究得到國家自然科學基金和安徽省自然科學基金等專案的資助。

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