レーザー指向性エネルギー堆積法で作製したコアシェル構造強化相と優れた性能を備えた中エントロピー合金(CoCrNi)94(TiAl)6

レーザー指向性エネルギー堆積法で作製したコアシェル構造強化相と優れた性能を備えた中エントロピー合金(CoCrNi)94(TiAl)6
出典:江南理工大学「Voice of Materials」

最近、材料科学工学部の李睿鋒教授のチームは、河海大学、サウサンプトン大学、上海工程科学大学と共同で、付加製造分野のトップ国際学術誌「付加製造」(IF: 11.0、中国科学院第1ゾーンのトップジャーナル)に最新の研究結果を発表しました。研究結果は「新しいコアシェル構造強化相を備えた、付加製造された高性能(CoCrNi)94(TiAl)6中エントロピー合金のレーザー指向性エネルギー堆積」と題され、過酷な使用条件下での主要部品用の先進材料の製造に関する最新の知見を提供しています。この論文は、博士課程の学生である畢暁林氏が第一著者、李睿鋒教授が責任著者、江蘇科技大学が第一ユニットとして発表されています。本学が第一ユニットとしてこの雑誌に論文を発表するのは今回が初めてです。

海洋工学、航空宇宙、鉄道輸送などの分野では、過酷な使用環境により、ハイエンド機器の主要コンポーネントの性能に対してより厳しい要件が課せられています。したがって、極限の使用環境に適した高性能材料を開発し、ハイエンド装備の究極の性能を制限するボトルネックを打破することは、我が国の装備基盤のコア競争力を強化する上で大きな意義を持っています。本論文は、レーザー指向性エネルギー堆積法による中エントロピー合金の微細構造、低温特性、変形機構に及ぼすTiAlの組み込みの影響を複数のスケールで特徴づけ、従来の(CoCrNi)94Ti3Al3中エントロピー合金L12相分散強化の理論的理解を打ち破り、合金構造中にコアシェル構造(TiO/Al2O3)の析出強化相を発見し、独特の不均質構造特性を形成した初めての論文である。研究では、室温ではコアシェル構造が転位運動を妨げ、形成されたLC連結とナノ析出相が相乗的に中エントロピー合金の機械的性質を高めることができることがわかりました。同時に、-196°Cでは、コアシェル構造ナノ析出相とマトリックスが塑性変形後に配向整合関係を示し、TWIP効果を生み出し、中エントロピー合金の強度と引張塑性の同時向上を実現し、従来の「バナナ曲線」の変化傾向を打破しました。

この研究は、中国国家自然科学基金、国家重点研究開発計画、ロンドン王立協会国際協力交流プロジェクトなどからの共同支援を受けており、江蘇省理工大学の新素材付加製造分野における国際的影響力の強化が期待されている。

材料、エネルギー

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