引入夾雜物作為強化相是研製超強韌性金屬複合材料的有效方法。然而，廣泛使用的高模量硬脆夾雜物，在低模量基體中進行強化時往往會引起異相開裂和塑性降低。

日前，來自西安交通大學孫軍院士團隊的研究人員，

提出了一種新的策略來設計超高韌性異質NiCoCr基中熵合金，該合金結合了高模量但軟的等軸晶基體、低模量但硬的纖維b2夾雜相。

相關論文以題為Low modulus-yet-hard， deformable multicomponent fibrous B2-phase making a medium-entropy alloy ultra-strong and ductile發表在《Scripta Materialia》。

論文連結：

https：//doi。org/10。1016/j。scriptamat。2022。115058

研究發現，模量失配可以削弱基體/B2介面對位錯進入硬相B2的阻力，從而提高其塑性。同時，較強基體能有效抑制b2在理想強度處成核的裂紋，實現複合材料的大延性和抗斷裂效能。根據應力轉移理論，設計的與纖維b2夾雜有關的合金的斷裂行為是合理的。這項工作為利用理想強度的低模量硬夾雜物設計高效能多組分合金甚至金屬複合材料提供了新的途徑。

圖1 由B2和FCC相組成的Al10Ta2 MEA在均質化處理（HT）和熱軋（HR）狀態下的雙相結構。

圖2 （a-c） HT和（d-g） HR狀態Al10Ta2合金的顯微組織特徵。

圖3 雙相Al10Ta2 MEA合金和單相基體合金的拉伸力學行為

圖4 失效HR Al10Ta2 MEA的典型變形組織。

圖5 變形後期的MEA損傷典型顯微結構影象和微裂紋特徵的micro-CT表徵

綜上所述，透過充分利用低模量但堅硬、可變形的B2夾雜物在理想強度下斷裂，可以強化非均相Al10Ta2中熵合金，從而獲得超高強度和優異的抗斷裂效能。具有高抗滑移性和高介面結合強度的異質相邊界，不僅強烈影響非連續b2增強碳纖維複合材料的塑性，也決定了金屬基複合材料的強度。這種非均相結構MEAs的設計策略為開發具有超高強度、充分延展性和良好損傷容限的新型多主體合金或金屬基複合材料提供了機會。

本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯絡，未經許可謝絕轉載至其他網站。