新型納米結(jié)構(gòu)材料突破高溫下穩(wěn)定性難題

　　記者6日從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院了解到，該院固體所研究團隊近日在國內(nèi)率先成功制備出同時具有高強度、高熱穩(wěn)定性的高界面銅鉭(Cu/Ta)納米多層膜塊體材料。這項成果突破了傳統(tǒng)納米材料高溫條件下的不穩(wěn)定性問題，為下一代核電裝置結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計提供了思路。

　　相關(guān)研究成果近期發(fā)表在國際材料界權(quán)威期刊《Acta　Materialia》上。

　　納米結(jié)構(gòu)材料，因為其高強度及豐富的界面被認為是下一代核電裝置的理想候選材料。然而，傳統(tǒng)的納米結(jié)構(gòu)材料在高溫、強輻照等極端條件下結(jié)構(gòu)和性能都不穩(wěn)定，因此制備同時具有高強度及高穩(wěn)定性的納米結(jié)構(gòu)材料一直是材料研究的難題。

　　固體所內(nèi)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(xiàn)的塑性不穩(wěn)定現(xiàn)象及邊裂問題，首次成功制備出了層數(shù)為12288層，最小單層膜厚為50納米的高界面銅鉭納米多層膜塊體。微觀結(jié)構(gòu)表明，這種銅鉭納米多層膜塊體層狀結(jié)構(gòu)連續(xù)，銅、鉭界面平直清晰。力學(xué)性能測試結(jié)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(yōu)異的高溫熱穩(wěn)定性，500℃退火1小時后硬度不變，600℃退火1小時后硬度僅下降6.6%。這一高強度、高熱穩(wěn)定性材料的成功制備為極端條件下材料設(shè)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(chǔ)。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金等項目的資助。