將結合強度與金屬的宏觀強度相關聯對于理解機械性能和設計多主元素合金(MPEA)至關重要。有鑒于此,吉林大學高旺教授等報道受到晶界在金屬強度中的作用的啟發,引入了一種預測模型,根據內聚能和原子半徑確定金屬的晶界能和宏觀強度。
本文要點:
(1)
這項研究通過緊束縛模型的d帶特性和斷裂鍵的本質,表明了排斥/吸引效應在不同金屬的鍵強度變化中起著不同的作用。
(2)
重要的是,我們的框架不僅適用于純金屬和MPEA,而且揭示了由元素組成、晶格結構、高熵和無定形效應引起的鍵強度的區別。這項研究通過使用易于獲取的材料特性,構建了一個跨越結合強度、晶界能和金屬強度的物理關系,并且為高強度合金的設計提供了一種穩健的方法。
參考文獻
Li, X., Wu, H., Gao, W. et al. A roadmap from the bond strength to the grain-boundary energies and macro strength of metals. Nat Commun 16, 615 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-55921-y
https://www.nature.com/articles/s41467-025-55921-y