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      “知行合一,艱難潛行”助力合金材料研究

      所屬分類:時事聚焦    發布時間: 2022-12-09    作者:
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      在浙江海洋大學國家海洋設施養殖工程技術研究中心(以下簡稱工程中心),一個由10多名科研人員組成的團隊致力于研究多金屬MOF材料及高熵合金材料的高效運用。該團體立足于MOF (金屬-有機框架材料材料材料)材料,采用MOF前體技術,實現由MOF材料為前體所制備合金材料的過程,在前期的MOF研究工作中,成功將研究理論成果文章《Trimetallic metal–organic frameworks and derived materials for environmental remediation and electrochemical energy storage and conversion》發表到《Coordination Chemistry Reviews》上。

      當前,傳統合金是以1-2種金屬為主,并通過添加特定的少量其他元素,采用不同工藝來獲得不同性能的合金。但是,傳統合金材料在,增加組成合金的金屬種類的同時,由于合金微觀結構的改變,會導致合金性能惡化,給材料組織,成分分析帶來極大的困難。幸運的是,科學家們在所謂的“高熵合金(High-entropy Alloy,HEA)”中找到了一個看起來十分可行的答案,它是一類具有優異性能的新型材料,以其優異的力學性能、耐腐蝕性能、優異的熱穩定性等特點受到科學界廣泛關注。

      ——高熵合金主要運用在那些領域?有哪些特點?

      高熵合金的運用可以總結為三個領域:1.高溫性能的應用;2.斷裂韌性的應用;3.耐腐蝕性的應用。

      現有試驗表明耐火HEAs在高溫下具有更高的穩定性、更低的成本和密度、正的晶格失配,這表明這些合金由于具有吸引人的高溫機械性能,有可能取代傳統Ni基高溫合金作為下一代高溫材料。

      此外材料的斷裂往往關乎著安全的問題,在當下一些研究的 HEAs中,并沒有出現像傳統金屬材料或者合金那樣尖銳的韌脆轉變,這表明這些合金可能是極端寒冷條件下應用的優良候選材料,例如,用于船體、飛機和低溫儲存罐的材料。

      *后高熵合金作為一種新開發的多主元合金,超越了基于單一多數主體元素的傳統合金的設計限制,具有提高耐腐蝕性的潛力.這表明這些具有優異的內在耐腐蝕性的新型合金,在惡劣環境的應用中具有巨大的經濟和安全益處。

      整體上,高熵合金具有四個效應:1.高熵效應;2.晶格畸變;3.緩慢的擴散特點;4."雞尾酒"效應。正是由于高熵合金所具有的這四個核心效應,造就了高熵合金在某個領域所具有的優良的特性,也是當前科學研究的集中領域之一。

      ——研究進展怎么樣?

      在研究團隊在充分研究三金屬MOF材料的研究進展之后,通過夜以繼日不斷地嘗試,團隊研究人員成功的實現了5金屬MOF前體材料的制備,并成功將其轉化為高熵合金與碳的復合材料。

      ——后續研究方向?

      團隊負責老師表示,后續我們在進一步研究制備出來的高熵合金的不同組合之外,我們可能將會把它運用到海水淡化領域,以望開發出高熵合金更加廣發的運用領域以及為光熱海水淡化貢獻我們的力量。



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