资料来源：DeepTech University Alcoa Foundation的荣誉科学与技术材料教授Martin Harmer，本文的共同对应作者对媒体说：“这是一项切割的科学工作。我们开发的新材料结合了出色的铜电导率与类似基于Nickhel的Superalys的强度和耐用性。”显微镜结构这种新合金的原子百分比含有约96.5％的铜（CU），3％tantalum（TA）和0.5％锂（LI）。其性能的关键在于基于“肤色稳定的纳米结构”的设计思想，这是Lihai University研究人员在早期提出的一个概念。要了解它的变化，我们必须首先了解高温下传统金属材料的极限。金属通常由小的Na颗粒组成，晶粒之间的边界（晶界）移至高温，从而导致晶粒生长，材料相应地减少。这个更改将是由于消化点相对较低（约1085°C）而容易受到高温。研究小组利用了锂和塔塔勒的所有权。锂在铜中具有一定的溶解度，可以产生金属间化合物。塔塔勒姆几乎不溶于铜。当将锂（0.5英寸）的痕量值引入铜 - tantalum（Cu-Ta）系统中时，形成了形成相的纳米级Cu₃li（Tricutricus锂）。该扩展的阶段具有有序的L1₂晶体结构，与γ相（通常是Ni₃Al或ni₃ti）相同，该结构在基于镍的超合金中起着增强作用的主要作用，但如果NIT具有很高的潜在强度。但是，雨季的阶段还不够，关键在于塔塔勒姆（TA）的作用。通过高级技术，例如电子显微镜传递的高环暗场，研究人员发现，在Cu₃li恐惧相和铜（CU）矩阵之间的界面中，T是T的特殊结构他的接口富含触觉原子和原子的厚度 - 研究人员所谓的是什么 - 研究人员的研究人员的“界面相”是什么（肤色）。这个富含触觉的原子层就像一个薄的贝壳，包裹在Cu₃li纳米沉淀相中。图cu-3TA-0.5LI中的立方体雨相与富含Ta-元素的双层相的比较和Cu-3TA中的球形降雨相（来源：SCIECNE）“界面相”不是传统感中的独立阶段，而是传统的界面界面界面界面界面结构。它的存在起着稳定的重要作用。首先，它显着增强了Cu₃li和铜基质相之间的界面键。密度功能理论的计算表明，触觉界面的阶段的界面密封强度（通过完美的分离工作衡量）是没有界面阶段的三倍，并且界面的能量大大降低。这意味着界面更稳定，并且扩展的阶段不容易溶解或粗糙。图丨密度功能理论对电子和结构特性（起源：科学）的模拟第二，第二，富含触动的界面的阶段有助于维持降雨阶段和铜矩阵之间的高度统一性。尽管两者的晶格常数是14.3％，而在ta阶段则是ta阶段的cu阶段，并在ta阶段较小的cuy阶段（cuy of cuy of cuy of cuy of cuy of cuy of cu arey cu ariy of cu arey the cuy the cuy the cuy ta ratiact（ 22.7％），在触觉界面的调整阶段，在界面中未观察到位错，并且初始阶段在基质晶格方向上保持立方体形态。这种共同关系有助于减少界面能量并有效防止脱位滑移，从而提高材料强度。更重要的是，塔塔勒姆具有很高的消化点（约3020°C），这意味着在高温下，塔坦原子散布非常缓慢。触觉 - 富含触觉的阶段是如此屏障，它有效地防止了在高温下发生的cu₃li的溶解和生长，并且还限制了coarbrass基质晶粒的性质。与在传统金属中很容易切换到高温的晶界相比，这种稳定的纳米结构界面在高温下显示出更好的结构稳定性。研究人员已经教导说，这种微观结构在基于镍的超合金中具有与γ/γ结构相似的原理。两者都是通过通过特定结构传播加固相的高温性能以及均匀或半均匀的基质关系来实现高温性能的。合金Cu-Ti-Li的设计是实现增强铜基质的类似机制。粉末到高性能材料的实验结果表明，独特的微观结构在合金Cu-Ta-Li上提供了显着的性能。在室温下，其屈服强度达到约1120兆帕（MPA），超过1 GIPA（GPA）。该值高于钢的普通结构（通常为250-500MPa），也高于大多数黄铜合金，附近一些高强度钢和基于镍的超合金的水平。与具有高强度的哑光铍合金（例如C17200约1200-1300mpa）相比，Cu-Ti-Li合金不含铍，避免了相关的成本和潜在的健康风险。其高性能温度特别出色。在800°C（熔融铜点的0.8倍）的退火测试中，合金屈服强度从仅983MPA下降到947MPA，降低了4％，表现出极好的热稳定性。为了进行比较，在相同条件下，CU-3TA二元合金的强度降低到约800MPa，结合了晶粒的明显粗糙。合金Cu-Ti-Li通常保持纳米晶体Line结构。在熔点附近的高温下长时间保持微观结构的强度和稳定性的能力对于黄铜合金是一个重要的成功。另外，在蠕变的高温测试中，在特定条件下，合金Cu-Ti-Li也比合金CU-TA表现出更好的蠕变耐药性。照片|比较Cu-ta-Li，Cu-Ta和商业黄铜合金（原点：科学）的机械性能，i Alloy的Cu-Ta-Lnne具有高水平的高温强度，恐惧的热稳定性和耐药性，同时保持铜材料的高电导率/热电位。研究人员还表明，它并不是要完全取代传统的超级合金，尤其是在超级合金的上限，但它为需要结合热/电导率和高度温度存在能力的应用提供了潜在的新材料选择，从而扩大了POSS铜 - 托斯特的应用。那么，这种合金如何以表现良好？特别是，其制备使用粉末和高能低温球磨削技术的冶金。粉末冶金是混合，压缩和升高金属粉末的过程。高能低温球磨削使用NG高能机械能力迫使低液体液体液体上通常是不溶性元件（例如铜和Tantalum）的粉末混合，并在纳米级中精制晶粒。研究人员认为，这一过程会导致坦塔鲁姆过饱和并溶解在铜中，随后的热处理（退火）促进了cu₃li降雨期的形成和塔塔尔姆界面的相位。合成后，研究团队使用各种识别技术深入了解合金的结构和特性。他们使用了电子显微镜递送的环形黑暗场的高角度d在原子量表上观察合金的微观结构，尤其是上油相的形态，大小和分布。通过原子分辨率显微镜，它们获得了原子水平的图像，该图像提供了理解良好合金特性的显微镜机制的基本证据。为了准确查看合金纳米级原子和化学成分的三维分布，该团队使用原子探针断层扫描（APT，ATOM探针断层扫描）技术来确认Cu₃li的化学组成，并正确地调节了发生相位并正确调整tantalum-Rich阶段界面的界面。在宏观性能的验证方面，他们进行了稳定测试的高温和高温测试的高温为10,000小时。同时，为了解释理论层面的实验现象，他们还使用密度密度理论的计算来揭示稳定阶段的物理机制Cu₃li的界面阶段可能会占据财富。这些技术的联合使用使研究人员可以理解和优化这种新材料。照片| CU-3TA-0.5LI（来源：科学）的APT结果重塑具有高温图案材料的Cu-Ti-Li合金的性能在许多技术领域都具有潜在的应用。航空航天和防御是他们最受欢迎的应用方向。一些设备组件，例如高超音速飞机，高级导弹和高性能的涡轮发动机，不仅应承受高温和高压力，而且还需要良好的散热。高温强度和合金的极好的热导率适合进行热交，热管理组件，Propulsion System的部分等。这可能有助于提高发动机操作的温度和效率，或者扩大组件的寿命。美国陆军研究实验室应用并获得了联合会Ates合金（US 11,975,385 B2）的ATES专利。在能量领域，例如需要承受高温和高性能综合能量设备的高热载荷的材料始终是研究重点的研究之一。此外，提高效率的高级发电技术的较高温度也可以从具有强度和导热率的材料中受益。在先进的工业应用中，有必要在携带机械负载的tcry量价值的同时造成一定的机械负载，例如高功率电子设备的热量耗散组件，电气连接器（尤其是在需要弹性的情况下）（尤其是在需要替代哑光合金的情况下），以及在某些特殊操作中的替代效果，以及在某些特殊的操作中，考虑到高管，COPPER的高度均可使用，虽然高管，但要考虑的是COPPER的高度，请注意，Copper的高度应用程序，既有高级均可进行的，并且会导致copper的高度应用程序。主要考虑此功能，suCH高强度的黄铜合金还可以在某些需要强度和抗菌性（例如特定的医疗或食物加工设备）组合的特殊应用中提供一种选择。尽管Cu-Ti-Li合金表现出巨大的前景，但从实验室研究到广泛的工业应用的过渡仍然需要一些实际问题并进一步研究。首先是成本和大规模生产。塔塔勒姆（Tantalum）是一种较高的金属价格，尽管合金中的价格不高（3英寸），但仍将增加原材料的成本。如果高能量低温球磨削过程可以在质量制作中有效，并且良好也是一个主要因素。这可能意味着在早期阶段，合金对于性能需求非常高并且现有材料无法满足需求而不是作为替代性廉价Halaga的领域更合适。此外，刚果民主共和国和RWA的政治局势NDA是目前的主要生产领域，不稳定，可能会影响其供应的稳定性。尽管巴西，中国，尼日利亚，澳大利亚和其他地区也有触觉来源，并努力扩大产量，但需要增加数量。照片|此外，还需要进一步研究其他机械性能，处理Cu-Ti-Li合金合金市场的特性和潜力。该团队的未来研究将集中于其直接测量其导热率，进行高温的其他合金的进行稳定，并不断优化制造过程以降低成本和提高可伸缩性。参考材料：1.HTTPS：//www.science.orgg/doi/10.1126/science.adr02992.https：////////