文献类型：会议

作　　者：徐治志 纪元超 马天宇 任晓兵

作者单位：[1]西安交通大学前沿科学技术研究院多学科材料研究中心 [2]Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science

会议文献：中国稀土学会2024学术年会摘要集

会议名称：中国稀土学会2024学术年会

会议日期：20241025

会议地点：中国四川成都

出版日期：20241000

语　　种：中文

摘　　要：变形飞机、机器人的超强人工肌肉等一大批未来技术亟待一类全新金属材料的出现,它既能像超高强度钢一样强,又能像高分子材料一样柔顺。然而,这种工程技术上热切期待的"既强且柔"特性是目前物理原理所不允许的性质。因为高强度需要强的原子键,但强的原子键又造成低柔性,导致高强度和高柔性长期以来是一对"熊掌与鱼耳"不可兼得的性质。尽管高强度材料如高强度钢的强度虽然很高(强度高于1 GPa),但是其柔性很低(弹性模量或刚度系数高达200 GPa);而高分子材料柔性高(弹性模量低至10 GPa或更低),但其强度也很低(大多低于0.2GPa)。因此,获得"既强且柔"的材料长期以来似乎是一个可欲不可求的梦想。我们基于此前发现的应变玻璃基础研究成果,通过一种可规模生产的三步热-机械处理工艺,在商用Ti-50.8Ni合金中实现了一种带有两种马氏体"种子"的独特应变玻璃状态DS-STG;该状态的合金兼具变形强化带来的超高强度(1.8 GPa)和通过马氏体"种子"无形核成长带来的超高柔性(10.5 GPa的超低弹性模量)和超大可逆形变(8%)。因此,该合金突破了高强度和高柔性不可兼得的原理性瓶颈,实现了"既强且柔"的罕见特性。该合金同时具有应变玻璃合金的共同重要优点,即该特性能够在从-80℃到+80℃的宽温域内维持不变,以及突出的高应变下抗疲劳特性[1]。上述特性使该合金有望满足变形飞行器及机器人的温域要求,所以极具工程应用前景。这种能规模生产的"既强且柔"的金属材料可望对变形飞行器、超级机器人和人造器官等未来技术领域产生颠覆性影响。

关 键 词：强度  柔性  合金 应变玻璃  

分 类 号：TG14[材料类]