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【資料圖】

近期，西北工業大學材料學院王錦程教授團隊在雙相合金強韌化方面研究取得突破性進展，提出了雙相合金的相選擇再結晶概念，實現了雙相合金力學性能的顯著提升。相關成果發表在《自然—通訊》上。這一研究成果，讓人類制造出密度低、強度高，且具有良好變形能力的合金材料，不再只是幻想。

一般而言，自然界中存在的材料，要么“強而脆”、要么“軟而韌”，因此，研制出“強且韌”的材料是材料科學家永恒的追求。西北工業大學材料學院王錦程教授團隊，在雙相合金中提出的選“相”再結晶概念，為科學家們研制出密度低、強度高，且具有良好變形能力的合金材料提供了理論支撐。

“什么是雙相金屬材料？”團隊何峰教授打了個比方，“我們可以把雙相金屬材料中的兩個決定其性能的結構（雙相），分別比喻為動物的骨骼和肌肉，只有在骨骼強硬、肌肉發達，且軟組織柔韌的情況下，一個動物才能有很好的運動能力。”

理論上來講，雙相合金因為具備“骨骼”和“肌肉”協調運行的基本要素，因此理應具有很好的性能。然而，傳統雙相合金因為受制于加工工藝的限制，雙相合金的性能總是與理論設想中的相去甚遠。針對這一難題，團隊提出了一種獨特的“相”選擇再結晶概念，讓雙相合金的“骨骼”韌性更高，“肌肉”和“骨骼”的協調性更好，從根本上消除“脫臼”的可能性。這種方法首次在共晶高熵合金中實現了高達35%的均勻延伸率，并實現了接近2GPa的斷裂真應力。

2019年，團隊提出利用循環冷變形促進選相再結晶的工藝，顯著提升了雙相材料的共晶高熵合金的拉伸塑性，打破了人們對共晶合金塑性較差的認知。在對其背后的機制進行了長達兩年的深入研究和一年的研究驗證后，團隊將系列研究成果匯總形成論文，最終在《自然—通訊》上發表。

“相對于傳統強韌化方案，團隊創新提出的新方法，不僅工藝簡單，更重要的是調控后的合金強塑性得到了成倍的突破，未來有望在空天防護、高端裝甲中獲得廣泛應用。”王錦程教授說。