研究前沿：Sci. Adv.-轻质高强度高稳定的无裂纹纳米多孔铝

脱合金纳米多孔结构代表了一种新型的自组织强而轻的材料，其反应性元素被选择性溶解，剩余的反应性较低的元素自行组织成均匀的纳米多孔结构。最近，金属所金海军团队在Science Advances上发文，提出了在金属铝中构筑纳米多孔结构，利用轻金属铝作为骨架降低纳米多孔金属密度，同时利用铝表面自发形成的极薄氧化膜可抑制表面扩散，提高材料热稳定性。最终研究人员将脱合金腐蚀与置换反应（GRR）相结合制备出了无裂纹的纳米多孔铝样品。

纳米多孔铝对烧结或致密化也很稳定，这通常通过晶界扩散进行，如压实多晶粉末的烧结。尽管纳米多孔铝含有高密度的晶界，但在 600°C 下退火 24 小时后，样品长度（和厚度）的变化非常小（2.5 至 3.0%）。纳米多孔铝的优异热稳定性源于韧带表面氧化铝层的存在。由于氧化物壳占据材料体积的很大一部分，并且天然氧化物层在其热稳定性和机械响应中起着重要作用，脱合金腐蚀与置换反应（GRR）制备的纳米多孔铝样品是纳米多孔 Al-Al2O3 核壳复合材料。图为具有天然氧化物壳的纳米多孔铝的微观结构和热稳定性。

图为纳米多孔铝的结构表征。

GRR 生成的纳米多孔 Al-Al2O3 复合材料没有裂纹，因此适用于微压缩和微拉伸测试。这些样品在压缩下是塑性的，对于所制备的纳米多孔 Al-Al2O3 复合材料，屈服强度由 0.5% 塑性应变下的应力定义，约为 73 MPa。退火样品的屈服强度没有降低，而是随着退火温度（Ta）的增加而增加。对于在 400 到 600°C 之间的温度下退火的样品，屈服强度增加到大约 110 MPa。

文献链接：

https://advances.sciencemag.org/content/7/28/eabb9471.fullDOI: 10.1126/sciadv.abb9471

原文链接：https://www.toutiao.com/i6989956592305275425/

本文来自微信公众号“材料科学与工程”，略有删减。