新型鉑鋁高溫合金材料取得重要進(jìn)展

2024-10-10 11:22:59 來源：科技日報(bào)

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簡介：近日，云南省科技廳實(shí)施的云南省稀貴金屬材料基因工程重大專項(xiàng)取得了重要突破。據(jù)悉，該專項(xiàng)近期系統(tǒng)研究了32種合金元素對相變動(dòng)力學(xué)的影響，通過高通量計(jì)算篩選結(jié)合關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，大幅節(jié)約了研發(fā)成本、縮短了研發(fā)周期，促進(jìn)了新型鉑—鋁高溫合金的發(fā)展。這一成果的發(fā)表在國際材料領(lǐng)域期刊《材料學(xué)報(bào)》上，充分展示了中國在新材料研究領(lǐng)域的實(shí)力和創(chuàng)新能力。

作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，合金材料在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。然而，目前我國在合金材料領(lǐng)域的研究仍然存在一定的瓶頸。

近日，云南省科技廳實(shí)施的云南省稀貴金屬材料基因工程重大專項(xiàng)取得了重要突破。據(jù)悉，該專項(xiàng)近期系統(tǒng)研究了32種合金元素對相變動(dòng)力學(xué)的影響，通過高通量計(jì)算篩選結(jié)合關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，大幅節(jié)約了研發(fā)成本、縮短了研發(fā)周期，促進(jìn)了新型鉑—鋁高溫合金的發(fā)展。這一成果的發(fā)表在國際材料領(lǐng)域期刊《材料學(xué)報(bào)》上，充分展示了中國在新材料研究領(lǐng)域的實(shí)力和創(chuàng)新能力。

因具有獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐腐蝕性，稀貴金屬廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、精細(xì)化工、生物醫(yī)藥等戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域，并具有不可替代的作用。以鉑金屬為例，其高達(dá)1768℃的熔點(diǎn)和出色的抗氧化性和耐腐蝕性，讓鉑基高溫合金成為一類有前景的材料。然而，稀貴金屬材料研發(fā)長期面臨經(jīng)驗(yàn)少、成本高、研發(fā)周期長等問題，實(shí)現(xiàn)研發(fā)的“等效減量”，是稀貴金屬領(lǐng)域長久以來的目標(biāo)。而基于材料基因工程的方法，通過高通量計(jì)算精準(zhǔn)預(yù)測材料性能，可大幅加速材料的篩選和優(yōu)化過程，顯著降低研發(fā)成本。

昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院聯(lián)合云南貴金屬集團(tuán)等單位，采用材料基因工程方法，結(jié)合關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，評估了32種合金元素對高溫合金強(qiáng)化相穩(wěn)定性的影響。研究團(tuán)隊(duì)從各種過渡族元素中篩選出潛在的合金元素，形成了高通量計(jì)算驅(qū)動(dòng)貴金屬合金設(shè)計(jì)的典型案例。研究表明，通過局部原子環(huán)境畸變誘導(dǎo)，可有效提高鉑—鋁高溫合金的強(qiáng)度，為開發(fā)適用于極端環(huán)境的材料提供了科學(xué)依據(jù)。

記者了解到，2018年以來，云南省科技廳累計(jì)投入6.023億元經(jīng)費(fèi)，推動(dòng)了稀貴金屬新材料研發(fā)由經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)向理論預(yù)測、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的新模式轉(zhuǎn)變，賦能新興材料的發(fā)展。

總之，云南省科技廳實(shí)施的云南省稀貴金屬材料基因工程重大專項(xiàng)研究，為稀有金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的理論支持和關(guān)鍵技術(shù)保障。這一研究成果不僅有助于推動(dòng)相變材料在新能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，還為云南稀貴金屬材料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了新的方向。希望未來能夠看到更多類似的研究成果為我國稀有金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。