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高混合熵賦能非晶合金耐磨性能，揭示成分復雜度對金屬玻璃摩擦行為決定性作用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2025-07-21  瀏覽次數(shù)：2555
金屬玻璃結合了金屬鍵和非晶結構，具有良好的熱塑性成形能力、優(yōu)異的機械性能和耐腐蝕性，具有潛在的結構材料應用前景。目前，金屬玻璃材料的合金化及其單調(diào)變形行為已有廣泛的研究，但在實際的使用工況中，金屬玻璃材料不可避免的需要面對復雜載荷情況，即磨損和疲勞。因此，金屬玻璃材料在磨損接觸下的不穩(wěn)定失效嚴重限制了其的廣泛應用。基于此，西北工業(yè)大學周青教授、王海豐教授團隊聯(lián)合南洋理工大學周偉教授團隊，針對金屬玻璃在摩擦載荷下的失效本質(zhì)問題，提出“通過調(diào)控混合熵來改變金屬玻璃亞穩(wěn)磨損行為”的全新策略。相關研究成果以“Altering the Metastable Wear Performance of Metallic Glassesvia Mixing Entropy Regulation”為題在Advanced Functional Materials上發(fā)表。

研究人員采用了實驗與模擬相結合的多尺度、多手段綜合研究方法，系統(tǒng)探究混合熵對金屬玻璃摩擦磨損行為的影響機理。通過設計制備了兩種高混合熵Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金（Ti20 HEMG、TiHf HEMG）與一種傳統(tǒng)Ti基非晶合金（Ti45 MG）進行系統(tǒng)對比研究，結合實驗測試與分子動力學模擬，深入揭示了成分復雜度對結構演變、軟化行為與摩擦磨損性能的深層影響。結果表明，磨損性能的數(shù)量級提高與磨損條件和MGs的硬度無關。高混合熵調(diào)節(jié)了局部原子偏好團簇，延緩了磨損引起的局部原子重排，從而有效緩解了磨損過程中的結構軟化和脫氮行為。這些發(fā)現(xiàn)有助于在原子結構水平上理解磨損機制，并可能為基于熵效應設計具有理想性能的先進MGs材料開辟新的可能性。該成果為后續(xù)基于成分復雜度優(yōu)化非晶材料耐磨性能提供了重要理論指導，未來有望在高負載、復雜服役環(huán)境下的結構功能部件中獲得實際應用。

特別提示：本信息由相關企業(yè)自行提供，真實性未證實，僅供參考。請謹慎采用，風險自負。


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