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(tuán)隊(duì)近日在國(guó)內(nèi)率先成功制備出同時(shí)具有高強(qiáng)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(xiàng)成果突破了傳統(tǒng)納米材料高溫條件下的不穩(wěn)定性問(wèn)題，為下一代核電裝置結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)提供了思路。

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

　　納米結(jié)構(gòu)材料，因?yàn)槠涓邚?qiáng)度及豐富的界面被認(rèn)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(qiáng)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(shí)具有高強(qiáng)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(tuán)隊(duì)以大塑性變形法，有效克服了材料在累積疊軋過(guò)程中出現(xiàn)的塑性不穩(wěn)定現(xiàn)象及邊裂問(wèn)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(cè)試結(jié)果表明，其強(qiáng)度達(dá)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?zé)岱€(wěn)定性，500℃退火1小時(shí)后硬度不變，600℃退火1小時(shí)后硬度僅下降6.6%。這一高強(qiáng)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(jì)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(guó)家自然科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。