新非晶合金具惊人超高塑性和超高强度

在普通人平凉电力变压器的眼里，强度越高的金属合金材料，其塑性变形能力越差，而塑性变形能力越好的合金材料，其强度往往又不足。

近日，中科院物理研究所的汪卫华研究小组，成功研制出在室温条件下同时具有超高塑性和超高强度的块体非晶合金材料，把这两种看起来矛盾的性质结合在一起。最新一期出版的《科学》杂志刊登了这项研究的进展。

据介绍,长期以来，平凉电力变压器探索同时具有高强度和大塑性的金属合金材料一直是材料领域追求的目标。但是由于变形机制的限制，在提高材料强度的时候往往伴随着塑性的损失。这一趋势随着材料晶粒尺寸的减小变得愈加明显。当金属合金达到非晶状态时，在室温下，其强度远远高于同成分的晶态金属合金，但是其塑性变形能力几乎完全丧失。非晶合金的脆性严重制约了它作为高强度工程材料的广泛应用。

汪卫华研究小组利用常用的锆、铜、镍和铝金属元素，通过快速凝固的现代冶金手段，合成出了在室温条件下具有超高压缩塑性的非晶合金。它在室温下可以像常见的纯铜、纯铝一样弯曲或变形，同时，还保持了非晶合金高强度的特点，其强度比普通钢的强度要高好几倍。结构分析表明，这种非晶合金具有一种特殊的微观结构，这种结构使其具有优异的塑性。研究小组还提出探索塑性大块非晶的新方法。这项工作对于理解非晶材料的塑性变形机理、解决非晶合金材料的脆性难题都有重要意义。

由于平凉电力变压器这种新型的非晶合金的组元均是价格较低廉的常见金属，因而它的研制成功具有重大的科学意义和广泛的应用前景。