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高混合熵賦能非晶合金耐磨性能，揭示成分復(fù)雜度對(duì)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)：2737
金屬玻璃結(jié)合了金屬鍵和非晶結(jié)構(gòu)，具有良好的熱塑性成形能力、優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性，具有潛在的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)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(shí)際的使用工況中，金屬玻璃材料不可避免的需要面對(duì)復(fù)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(yán)重限制了其的廣泛應(yīng)用?；诖耍鞅惫I(yè)大學(xué)周青教授、王海豐教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南洋理工大學(xué)周偉教授團(tuán)隊(duì)，針對(duì)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(guān)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(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的多尺度、多手段綜合研究方法，系統(tǒng)探究混合熵對(duì)金屬玻璃摩擦磨損行為的影響機(jī)理。通過設(shè)計(jì)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(jìn)行系統(tǒng)對(duì)比研究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分子動(dòng)力學(xué)模擬，深入揭示了成分復(fù)雜度對(duì)結(jié)構(gòu)演變、軟化行為與摩擦磨損性能的深層影響。結(jié)果表明，磨損性能的數(shù)量級(jí)提高與磨損條件和MGs的硬度無關(guān)。高混合熵調(diào)節(jié)了局部原子偏好團(tuán)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(jié)構(gòu)軟化和脫氮行為。這些發(fā)現(xiàn)有助于在原子結(jié)構(gòu)水平上理解磨損機(jī)制，并可能為基于熵效應(yīng)設(shè)計(jì)具有理想性能的先進(jìn)MGs材料開辟新的可能性。該成果為后續(xù)基于成分復(fù)雜度優(yōu)化非晶材料耐磨性能提供了重要理論指導(dǎo)，未來有望在高負(fù)載、復(fù)雜服役環(huán)境下的結(jié)構(gòu)功能部件中獲得實(shí)際應(yīng)用。

特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供，真實(shí)性未證實(shí)，僅供參考。請(qǐng)謹(jǐn)慎采用，風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。


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