I felt som luftfart og dyp -romutforskning er kravene til materialer ekstremt strenge. Materialer må være lette, funksjonelle og i stand til å tilpasse seg ekstreme temperaturforskjeller. Tradisjonell form - Memory -legeringer har begrenset ytelse i lavtemperaturmiljøer og kan ikke oppfylle ekstreme krav som dyp - romutforskning og flytende - gasslagring. Dette gjør forskning og utvikling av nye materialer av typen ekstremt presserende.
Forskerteamet gjennomført i termodynamisk analyse og designet en ny legering av typen med titan og aluminium som hovedkomponenter - Ti75.25Al20CR4.75 i henhold til fasediagrammet. De brukte den høye temperaturen -slukkemetoden for å stabilisere fasen og også omfattende og omhyggelig studerte legerens mikrostruktur, fase -transformasjonsmekanisme og mekaniske egenskaper ved hjelp av avanserte metoder som transmisjonselektronmikroskopi (TEM), i -situ nøytron diffraksjon og digital bildekorrelasjon (DIC) teknologi. I eksperimentet ble legeringen raskt slukket etter høye temperaturvarmebehandling, og krystallprøver med stor størrelse ble fremstilt, og la et pålitelig fundament for påfølgende mekaniske tester.
Den nye Ti - Al - CR -legeringen kan gjenvinne en belastning så høyt som 7,3% ved romtemperatur, noe som tilsvarer den for kommersielle nikkel - titanlegeringer og overstiger langt den for tradisjonelle titanbaserte legeringer. Densiteten er 4,36 × 10³ kg/m³, og dens spesifikke styrke er så høy som 185 × 10³ Pa · m³/kg, som er mer enn det dobbelte av tradisjonell lett form - minnelegeringer. Enda mer forbausende opprettholder denne legeringen super -elastisitet i et bredt temperaturområde fra 4,2 K til 400 K, med et operasjonstemperaturvindu på 396 K, som er fem ganger sånn av nikkel - titanlegeringer. Den super -elastisiteten stammer fra den martensitiske fase -transformasjonen fra B2 til B19, og den viser en unormal økning i skjærstyrke ved lave temperaturer.
Det kan tydelig sees fra figuren at det super -elastiske temperaturområdet for ti - al - Cr -form - minnelegering samsvarer med temperatursvingningene i de faktiske applikasjonsmiljøene på jorden, Mars og månen. Sammenlignet med annen form - minnelegeringer har den også betydelige fordeler når det gjelder tetthet og super -elastisk driftstemperaturområde.
Det er som en strålende ny stjerne, som skinner med et unikt lys innen materialvitenskap og leder den nye retningen for fremtidig materiell utvikling.