Des scientifiques chinois ont fait des observations directes d'alliages d'entropie VCoNi (moyen) cubique à faces centrées (MEA) et ont proposé pour la première fois une identification convaincante de l'ordre chimique à courte distance (CSRO) subnanoscale. Cette réalisation résout sans conteste la question pressante de savoir si, quoi et pourquoi CSRO existe, et comment identifier explicitement le CSRO.

Ce travail, Publié dans La nature le 29 avril, a été menée par le professeur Wu Xiaolei de l'Institut de mécanique de l'Académie chinoise des sciences (CAS) en collaboration avec l'équipe du professeur Ma En de l'université Xi'an Jiaotong et l'équipe du professeur Zhu Jing de l'université Tsinghua.

Les alliages d'éléments multi-principaux, également connus sous le nom d'alliages à haute (moyenne) entropie (HEA/MEA), sont un sujet brûlant et pionnier dans des domaines multidisciplinaires. Dans ces HEA/MEA, les interactions enthalpiques entre les éléments constitutifs peuvent induire divers degrés d'ordre chimique local (LCO), dont CSRO est sans doute le plus difficile à déchiffrer.

"CSRO est le point de départ crucial pour comprendre les comportements mécaniques et physiques uniques de ces HEA/MEA. Cependant, un défi monumental réside dans la façon de voir les CSRO. Voir c'est croire, " a déclaré le professeur Wu Xiaolei, chef de l'équipe de recherche.

"L'identification des CSRO exige non seulement des preuves de diffraction irréfutables, mais plus important, également des informations chimiques complexes sur une échelle de longueur subnanométrique concernant les différentes préférences des espèces constitutives pour occuper certains plans/sites de réseau dans la ou les première et deuxième coquilles atomiques voisines les plus proches. De telles preuves concrètes de la CSRO ont fait cruellement défaut jusqu'à présent, " a déclaré le professeur Ma.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une suite complète d'outils et de méthodes pour analyser les corrélations et justifier leur origine, afin d'éviter les liens manquants ou les interférences d'artefacts.

Ces outils ont cloué sans équivoque le CSRO, y compris son étendue spatiale, configuration de tassement atomique et occupation préférentielle du réseau par les espèces chimiques.

La modélisation des paramètres d'ordre CSRO et des corrélations révèle que les CSRO proviennent de la préférence du voisin le plus proche pour les paires différentes (V-Co et V-Ni) et de l'évitement des paires V-V.

Les chercheurs ont également utilisé la cartographie des contraintes atomiques pour démontrer les interactions de dislocation renforcées par les CSRO. Cela met en lumière leurs effets sur les mécanismes de plasticité et les propriétés mécaniques lors de la déformation.

"Ce travail est un saut significatif sur le CSRO, fournir à la communauté des expériences systématiques et claires avec des preuves directes qui résolvent le débat/l'incertitude (ou même la controverse) laissés par les travaux antérieurs, " dit Maman.

« L'ordre chimique local se développe comme une caractéristique intrinsèque des HEA et des MEA. Cela offre un nouveau bouton à tourner, c'est à dire., nous avons la possibilité d'ajuster le degré de CSRO pour adapter les propriétés mécaniques et physiques de ces nouveaux matériaux, " dit Wu.