Les performances des matériaux sont souvent améliorées en stabilisant les interfaces entre les grains par alliage avec d'autres éléments. (Image par SYNL)
Les alliages intensifs rendent le développement des matériaux plus dépendant des ressources rares. Les matériaux alliés avec des compositions compliquées sont également difficiles à synthétiser et à recycler. Avec un alliage accru, les coûts des matériaux continuent de monter en flèche tandis que les améliorations immobilières se stabilisent. Pour ces raisons, la durabilité des matériaux, en particulier les métaux, a récemment attiré de plus en plus d'attention.
Dans une étude publiée dans Science , Prof. Li Xiuyan et Prof. Lu Ke du Laboratoire national de Shenyang pour la science des matériaux (SYNL), L'Institut de recherche sur les métaux de l'Académie chinoise des sciences propose d'améliorer les propriétés des matériaux par la clarification, une méthode d'adaptation des interfaces stables entre les grains à différentes échelles de longueur en utilisant moins ou pas d'éléments d'alliage.
La réclamation ferait progresser la durabilité des matériaux en abaissant le coût des matériaux, accroître l'indépendance des ressources et améliorer la recyclabilité des matériaux.
Bien que le principe sous-jacent de la réclamation soit solide, il est confronté à des défis dus à l'instabilité intrinsèque des microstructures à l'échelle nanométrique où les variations de propriétés sont considérablement augmentées.
Études antérieures du Prof. Li Xiuyan et du Prof. Lu Ke, publiés respectivement dans Science en 2018 et Phys. Rév. Lett . en 2019, ont révélé que des grains de taille nanométrique dans du cuivre et du nickel purs produits à partir d'une déformation plastique présentent une stabilité thermique et mécanique notable contre le grossissement en dessous d'une taille de grain critique, grâce à une relaxation autonome des joints de grains vers des états de basse énergie qui supprime la nucléation des dislocations. Une telle stabilisation renforce les métaux d'une manière qui est distincte de la façon dont les alliages résistent au glissement de dislocation.
Cette découverte offre de nouvelles possibilités pour développer des métaux et alliages nanostructurés stables avec de nouvelles propriétés, qui est la base de la stratégie de réclamation.
En tant que scientifique en chef, Le professeur Li Xiuyan dirige le projet clé de R&D sur la « Plainification des matériaux avec des interfaces à faible énergie, " qui est soutenu financièrement par le Ministère de la Science et de la Technologie (MOST) depuis 2018.
