锌-金-铜合金在过渡过程中经历了前所未有的低应力,延长了失效时间

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Au30合金的层次组织。这项新工作可以帮助设计更好的记忆合金形状

美国研究人员已经证明了这一点预测在经历温度诱导相变的合金中大大延迟降解和失效的成分,如形状记忆合金。这些材料已经被用于医疗导丝和支架,开始时很小,加热后膨胀到最终形状。它们的潜力更大:合金可以在非磁性和高磁性之间可逆转变直接用热发电.磁驱动相变可以产生这样的冷却可以提供更高效的制冷方法。

然而,当合金相变时,应力过渡层将相分离,并可能产生裂纹和缺陷。在最常见的形状记忆合金NiTi中,这会导致迟滞现象——材料过去的环境以及现在的环境都会影响其性能。这一效应在20个加热-冷却循环内将转化温度改变高达20°C。这种迟滞现象被认为是大相变或“一阶”相变所固有的Kaushik巴塔查里亚来自加州理工学院。巴塔查里亚指出:“但迟滞会导致失败,因此材料设计和选择一直在平衡坚固性和迟滞性。”

通过深入的数学分析,理查德•詹姆斯明尼苏达大学的研究团队已经在很大程度上消除了过渡层。詹姆斯说:“如果晶格参数满足一些非常特殊的关系,那么我们预计我们将实现更大的可逆性。manbetx手机客户端3.0化学世界。以前的测量显示锌2AuCu接近这些条件,所以团队准备了7个变种,他们稍微改变了金属比例。他们发现锌45非盟30.25经16384次热循环后,其转变温度变化小于0.5°C。他说:“通常情况下,过渡层是相当扭曲和受压的。”“在我们的合金中,它是完全无压力的,因为相在许多方面完美地结合在一起。”

巴塔查里亚(Bhattacharya)以前曾与詹姆斯合作过,但没有参与这项研究,他称这种低迟滞水平是“了不起的”。他补充说:“这项工作展示了一种解耦迟滞和一阶相变程度的策略。”典型的迟滞理论将其归因于缺陷的固定。然而,这发展并证明了另一种科学范式,其中迟滞与机械相容性有关。”

James强调,分析方法的成功比具体的合金更重要。他笑着说,人们不太可能使用含30%金的合金。“但如果我们能找到一种胜过镍钛的相变材料,那将是一个重大突破。”理论中并没有说它一定是金属。这应该是一种让相变可逆的通用方法。”