纳米多孔高熵合金：通过应变硬化克服脆性
材料科学
2026-04-15 v2
摘要
双连续纳米多孔材料具有优异的力学性能，例如与完全致密材料相比具有更高的比强度和更低的比模量，同时密度低且比表面积高。遗憾的是，其实际应用受到固有宏观脆性的阻碍，主要源于拉伸下韧带的级联失效。为应对这一限制，我们研究以强度和应变硬化性能著称的高熵合金能否缓解纳米多孔材料的固有脆性。对纳米多孔 AlCoCrFeNi 和 NbMoTaW 的分子动力学模拟揭示了涉及位错贫化和位错缓慢运动的双重机制，其比强度为单元素纳米多孔材料的 5 至 10 倍，且具备抗热退化能力。由缓慢位错驱动的应变硬化，通过面心立方结构中在韧带内捕获层错、体心立方结构节点处位错林硬化，有效防止了最弱韧带在拉伸应力下失效，展示了其塑造下一代高强度、低密度材料的潜力。
引用
@article{arxiv.2310.11937,
title = {Nanoporous High Entropy Alloys: Overcoming Brittleness Through Strain Hardening},
author = {J. A. Worden and J. Biener and C. Hin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11937},
year = {2026}
}