金属材料前沿研究成果精选【第1期】

材料人编辑部梳理了金属材料领域1月Science\Nature及其子刊、Acta Mater.等顶刊中科研成果汇总

1、Science: 镁合金塑性增强机制的起源与预测

瑞典洛桑联邦理工学院的W. A. Curtin (通讯作者)等人介绍了纯镁通过特定稀溶质增加韧性的原理，并用建立了塑性与合金成分的函数关系，对制造高性能可锻造镁合金提供了理论指导。

文献链接：Mechanistic origin and prediction of enhanced ductility in magnesium alloys (Science, 2018,DOI: 10.1126/science.aap8716）

2、Nat. Commun.: 过渡金属氧化物LaNiO₃的反铁磁性研究

德国普朗克固体化学物理研究所的A. C. Komarek (通讯作者)等人报道了在氧气压力高达150bar的条件下，通过浮区技术成功生长出厘米级的LaNiO₃单晶。LaNiO₃晶体基本上不含Ni²⁺杂质，并表现出金属性质和反铁磁转变。

文献链接：Antiferromagnetic correlations in the metallic strongly correlated transition metal oxide LaNiO3 (Nat. Commun., 2018, DOI: 10.1038/s41467-017-02524-x）

3、Nat. Commun.: 多晶体强粒子邻近效应的研究

加拿大西安大略大学的Hamidreza Abdolvand (通讯作者)等人通过三维同步加速器X射线衍射研究了原位形变的Zr和Ti多晶体中连续晶粒分解应力的演变过程。研究结果表明，在大部分晶粒中，当拉伸塑性流动超过宏观屈服点后，沿加载轴的应力会随之减小。

文献链接: Strong grain neighbour effects in polycrystals (Nat. Commun., 2018, DOI: 10.1038/s41467-017-02213-9）

4、Acta Mater.：镍基高温合金中界面偏移对晶界的影响

印度理工学院的S.Mandal (通讯作者)等人通过重结晶应变诱发的边界迁移(SIBM)对镍基617合金中的晶界工程(GBE)机制进行了批判性评估。在热加工期间发生动态再结晶(DRX)不会引起显著的多重孪晶，即使在完全DRX之后，也可以形成类似于固溶退火条件下的微观结构。

文献链接：A critical evaluation on efficacy of recrystallization vs. strain induced boundary migration in achieving grain boundary engineered microstructure in a Ni-base superalloy (Acta Mater., 2018, DOI: 1016/j.actamat.2017.12.045）

5、Acta Mater.：TiC_1-x-TiO₂反应界面的研究

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欧洲陶瓷学会的G.Trolliard (通讯作者)等人通过透射电子显微镜和X射线显微衍射研究了在1100℃下制备的TiC_l-x-TiO₂反应界面。由于TiO₂和TiC_1-x之间交叉的氧化还原反应，形成了具有各种厚度的反应夹层的复杂图案。尽管TiC_1-x和TiO之间存在完全的固溶体，但TiC_1-x碳化物不会被氧化而形成TiC_xO_y碳氧化物。

文献链接：Study of the TiC_l-x-TiO₂ reactive interface (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2017.12.055）

6、Acta Mater.：FeNiCoCrMn的双孪生相之间潜在硬化反应的测定

美国伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的H. Sehitoglu（通讯作者）等人利用原子理论的各向异性，通过计算FeNiCoCrMn高熵合金的硬化矩阵系数及中尺度孪生的部分反应，推导出双孪生迁移应力，并建立了FeNiCoCrMn高熵合金中双孪生相互作用的潜在硬化基体，为高熵合金开发了一个广义的孪生迁移应力准则。

文献链接：Determination of latent hardening response for FeNiCoCrMn for twin-twin interactions
(Acta Mater., 2018, DOI:10.1016/j.actamat.2017.12.058)

7、轻质高熵合金的相稳定性和相变

美国国家能源技术实验室Michael C.Gao（通讯作者）和美国田纳西大学材料科学与工程系 Peter K.Liaw（共同通讯作者）通过综合实验研究轻质Al1.5CrFeMnTi HEA的相稳定性和相变行为。在中心温度下观察到L21相在体心立方（BCC）基体中的相干析出。同时，通过研究揭示，可设计出具有较低密度（低于6g / cm3）和较低成本的新型轻质HEA（高熵合金），用于高温应用。

文献链接：Phase stability and transformation in a light-weight high-entropy alloy (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2017.12.061)

8、NiMn基多铁合金中，低磁场驱动的巨磁热效应和优异的机械性能

北京科技大学王沿东、从道永（共同通讯作者）等人通过加入微少Al作为替代物，来生成一种马氏体的特定堆叠介导的结构，大大降低了两相中热滞和转换温度间隔在，成功地实现在磁场从0变化到2T中，等温熵变为23Jkg-1K-1的低磁场巨磁热效应。同时，具有金属间化合物的单相少量Al替代的多铁合金，表现出优异的机械性能，在宽的温度范围内具有优异的延伸性能和较高的断裂韧性，且具有成本低，环境友好，易于制造等优点，在磁热应用领域具有巨大潜力。

文献链接：Low-field-actuated giant magnetocaloric effect and excellent mechanical properties in a NiMn-based multiferroic alloy (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2017.12.047)

9、由HNO₃氧化制备而成的FeSiAl软磁复合材料的微观结构、生长机制及磁性能的关系

浙江大学严密教授（通讯作者）等人通过系统的实验，研究了不同硝酸浓度下用于制造FeSiAl软磁复合材料（SMC）的绝缘涂层的生长机理，基于点缺陷模型分析了点蚀的起源。在不同生长条件下已经揭示了涂层的演变，并且与SMC的磁性能相关。在综合分析涂层厚度，微观结构和组成的基础上，揭示了涂层的形成和发展机理。此外，HNO3氧化法也可以扩展到其他材料体系，如FeSi、Fe-Co和Fe-Ni基合金。研究所描述的详细的生长机理也可以揭示绝缘涂层的增长及其对各种材料系统的磁性能的影响。

文献链接：Correlating the microstructure, growth mechanism and magnetic properties of FeSiAl soft magnetic composites fabricated via HNO3 oxidation (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.01.001)

10、9R相高强度纳米铝合金

美国普渡大学材料工程学院张星航教授（通讯作者）等人在研究中，得出将少量的Fe（仅少量原子百分比）溶解到Al中，能够在Al（Fe）固溶体中形成具有高密度9R相的纳米孪晶（nt）柱状晶粒。(nt) Al-Fe合金涂层的最大硬度可达到约5.5GPa，是迄今为止最强的二元铝合金之一。 原位单轴压缩表明，含有9R相的钕铝铁合金的流动应力超过1.5 GPa，与高强度钢相当。 分子动力学模拟表明，Al-Fe合金的高强度和硬化能力主要来源于高密度的9R相和纳米级晶粒尺寸。

文献链接：High-Strength Nanotwinned Al Alloys with 9R Phase (Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201704629)

本文由材料人编辑部金属学术组jcfxs01供稿，材料人编辑整理。

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