金屬材料前沿研究成果精選【第1期】

材料人編輯部梳理了金屬材料領域1月Science\Nature及其子刊、Acta Mater.等頂刊中科研成果匯總

1、Science: 鎂合金塑性增強機制的起源與預測

瑞典洛桑聯邦理工學院的W. A. Curtin (通訊作者)等人介紹了純鎂通過特定稀溶質增加韌性的原理，并用建立了塑性與合金成分的函數關系，對制造高性能可鍛造鎂合金提供了理論指導。

文獻鏈接：Mechanistic origin and prediction of enhanced ductility in magnesium alloys (Science, 2018,DOI: 10.1126/science.aap8716）

2、Nat. Commun.: 過渡金屬氧化物LaNiO₃的反鐵磁性研究

德國普朗克固體化學物理研究所的A. C. Komarek (通訊作者)等人報道了在氧氣壓力高達150bar的條件下，通過浮區技術成功生長出厘米級的LaNiO₃單晶。LaNiO₃晶體基本上不含Ni²⁺雜質，并表現出金屬性質和反鐵磁轉變。

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

3、Nat. Commun.: 多晶體強粒子鄰近效應的研究

加拿大西安大略大學的Hamidreza Abdolvand (通訊作者)等人通過三維同步加速器X射線衍射研究了原位形變的Zr和Ti多晶體中連續晶粒分解應力的演變過程。研究結果表明，在大部分晶粒中，當拉伸塑性流動超過宏觀屈服點后，沿加載軸的應力會隨之減小。

文獻鏈接: Strong grain neighbour effects in polycrystals (Nat. Commun., 2018, DOI: 10.1038/s41467-017-02213-9）

4、Acta Mater.：鎳基高溫合金中界面偏移對晶界的影響

印度理工學院的S.Mandal (通訊作者)等人通過重結晶應變誘發的邊界遷移(SIBM)對鎳基617合金中的晶界工程(GBE)機制進行了批判性評估。在熱加工期間發生動態再結晶(DRX)不會引起顯著的多重孿晶，即使在完全DRX之后，也可以形成類似于固溶退火條件下的微觀結構。

文獻鏈接：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反應界面的研究

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歐洲陶瓷學會的G.Trolliard (通訊作者)等人通過透射電子顯微鏡和X射線顯微衍射研究了在1100℃下制備的TiC_l-x-TiO₂反應界面。由于TiO₂和TiC_1-x之間交叉的氧化還原反應，形成了具有各種厚度的反應夾層的復雜圖案。盡管TiC_1-x和TiO之間存在完全的固溶體，但TiC_1-x碳化物不會被氧化而形成TiC_xO_y碳氧化物。

文獻鏈接：Study of the TiC_l-x-TiO₂ reactive interface (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2017.12.055）

6、Acta Mater.：FeNiCoCrMn的雙孿生相之間潛在硬化反應的測定

美國伊利諾伊大學厄巴納 - 香檳分校的H. Sehitoglu（通訊作者）等人利用原子理論的各向異性，通過計算FeNiCoCrMn高熵合金的硬化矩陣系數及中尺度孿生的部分反應，推導出雙孿生遷移應力，并建立了FeNiCoCrMn高熵合金中雙孿生相互作用的潛在硬化基體，為高熵合金開發了一個廣義的孿生遷移應力準則。

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

7、輕質高熵合金的相穩定性和相變

美國國家能源技術實驗室Michael C.Gao（通訊作者）和美國田納西大學材料科學與工程系 Peter K.Liaw（共同通訊作者）通過綜合實驗研究輕質Al1.5CrFeMnTi HEA的相穩定性和相變行為。在中心溫度下觀察到L21相在體心立方（BCC）基體中的相干析出。同時，通過研究揭示，可設計出具有較低密度（低于6g / cm3）和較低成本的新型輕質HEA（高熵合金），用于高溫應用。

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

8、NiMn基多鐵合金中，低磁場驅動的巨磁熱效應和優異的機械性能

北京科技大學王沿東、從道永（共同通訊作者）等人通過加入微少Al作為替代物，來生成一種馬氏體的特定堆疊介導的結構，大大降低了兩相中熱滯和轉換溫度間隔在，成功地實現在磁場從0變化到2T中，等溫熵變為23Jkg-1K-1的低磁場巨磁熱效應。同時，具有金屬間化合物的單相少量Al替代的多鐵合金，表現出優異的機械性能，在寬的溫度范圍內具有優異的延伸性能和較高的斷裂韌性，且具有成本低，環境友好，易于制造等優點，在磁熱應用領域具有巨大潛力。

文獻鏈接：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氧化制備而成的FeSiAl軟磁復合材料的微觀結構、生長機制及磁性能的關系

浙江大學嚴密教授（通訊作者）等人通過系統的實驗，研究了不同硝酸濃度下用于制造FeSiAl軟磁復合材料（SMC）的絕緣涂層的生長機理，基于點缺陷模型分析了點蝕的起源。在不同生長條件下已經揭示了涂層的演變，并且與SMC的磁性能相關。在綜合分析涂層厚度，微觀結構和組成的基礎上，揭示了涂層的形成和發展機理。此外，HNO3氧化法也可以擴展到其他材料體系，如FeSi、Fe-Co和Fe-Ni基合金。研究所描述的詳細的生長機理也可以揭示絕緣涂層的增長及其對各種材料系統的磁性能的影響。

文獻鏈接：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相高強度納米鋁合金

美國普渡大學材料工程學院張星航教授（通訊作者）等人在研究中，得出將少量的Fe（僅少量原子百分比）溶解到Al中，能夠在Al（Fe）固溶體中形成具有高密度9R相的納米孿晶（nt）柱狀晶粒。(nt) Al-Fe合金涂層的最大硬度可達到約5.5GPa，是迄今為止最強的二元鋁合金之一。 原位單軸壓縮表明，含有9R相的釹鋁鐵合金的流動應力超過1.5 GPa，與高強度鋼相當。 分子動力學模擬表明，Al-Fe合金的高強度和硬化能力主要來源于高密度的9R相和納米級晶粒尺寸。

文獻鏈接：High-Strength Nanotwinned Al Alloys with 9R Phase (Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201704629)

本文由材料人編輯部金屬學術組jcfxs01供稿，材料人編輯整理。

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