核反應(yīng)堆外殼會遭到輻射經(jīng)年持久的破壞，進而造成了高昂的維修費用。現(xiàn)在芬蘭赫爾辛基大學(xué)研究員們制造了一種高熵合金，可以讓它更堅固。在高熵合金中，不同元素的晶體隨機排布，因此無論從哪一個方向出發(fā)，都可以等幾率地遇到一個特定元素的原子。這與鋼不同，其原子具有可識別模式和集群的性質(zhì)?？茖W(xué)家們進行了模擬，試圖找出抗輻射效果最好的組合，最后選定鎳鐵和鎳鈷鉻合金進行研究。隨后，他們用這種新材料做成一個一微米厚的盤，然后向其發(fā)射一束金離子和鎳離子，來模擬核反應(yīng)堆輻射。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新材料比純鎳盤的缺陷要少上2-3倍。據(jù)研究者透露，之所以用純鎳而不是鋼來做對比，是因為它比鋼更容易計算。在模擬中，研究者發(fā)現(xiàn)新材料比含10%鉻的鐵合金性能更優(yōu)，后者是典型的不銹鋼。不過，Nordlund認(rèn)為核工廠應(yīng)用這種新合金尚需時日：“我們很高興取得這樣的成績，但我不敢用這些材料建造一個核反應(yīng)堆”。其他材料科學(xué)家認(rèn)為該合金應(yīng)用時機還沒有成熟。Nordlund團隊所使用的原子缺陷只是眾多考核指標(biāo)中的一個。Nordlund還需要進行全面的測試。

一、延伸閱讀

高熵合金高熵合金的提出是基于20世紀(jì)90年代大塊非晶合金的開發(fā)，一般可以被定義為由五個以上的元素組元按照等原子比或接近于等原子比合金化，其混合熵高于合金的熔化熵，一般形成高熵固溶體相的一類合金。

二、性能特點

1）耐高溫-高熵合金具有較高的混亂度，且其混亂度會隨著溫度的增加而增加。我們知道自由度越低，合金越穩(wěn)定。由于在高溫狀態(tài)下，高熵合金依舊有著高的熵值，因此高熵合金在高溫下依舊穩(wěn)定，固溶強化依然存在，著就有了高熵合金在高溫時依舊保持著較高的強度。

2）高硬度-高熵合金的結(jié)構(gòu)一般是簡單的面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)和體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)的固溶體。合金組成元素之間的原子半徑和晶體結(jié)構(gòu)等方面有著不同，合金的固溶強化效應(yīng)也使得合金中的位錯運動也難以進行。故此，高熵合金由著較高的硬度與強度；當(dāng)高熵合金處于無位錯存在的非晶態(tài)時，其強度將會變得更高。

3）耐蝕性-高熵合金在凝固時，有些元素如AL可使高熵合金形成致密的氧化膜，并且合金還具有微晶、非晶、單相及低自由焓等多種結(jié)構(gòu)，所以高熵合金的耐腐蝕性能極好。

4）高熵合金還有高耐磨性、耐回火軟化、高電阻率等其他優(yōu)異的性能。

三、夢能服務(wù)與支持

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