5月26日,中国科学院金属研究所传来一项备受关注的材料领域突破——铝基复合材料因具备高比强度、高比模量等优势,长期以来一直是航空航天领域核心结构材料的重要选择。然而,现实难题同样突出:由于材料在高温环境下界面容易退化、基体容易软化,其服役温度长期受限于300°C以下。这也意味着,铝基复合材料若想应用于更高温、更严苛的工况环境,始终面临明显瓶颈。
为突破这一技术限制,学术界近年来持续将研究重点放在具有优异冶金结合界面的原位铝基复合材料上。原因并不复杂:如果材料内部结合界面更稳定、更牢固,那么其高温性能和耐热服役能力就有望实现明显提升。
近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心铝镁材料研究部研究团队提出了一种颇具创新性的策略——缺陷促进的Ti₂AlC(MAX相)“内分解”机制。通俗来说,就是利用材料内部缺陷来“驱动”一种特殊分解反应。该策略的关键价值在于,成功突破了传统表面扩散主导的反应动力学瓶颈,进一步解决了强化相尺寸与体积分数长期难以协同优化的技术难题。最终,研究团队成功研制出一种兼具优异高温强度与高温模量的多级结构Al₃Ti/Al复合材料。
换句话说,这项成果并不是在传统技术路径上的局部修补,而是一次面向材料机制层面的重要创新。新型复合材料不再只是性能之间相互妥协的结果,而是真正实现了强度、韧性与耐热性能的兼顾,这也正是铝基复合材料高温应用突破的关键所在。
