金属材料方面TOP期刊

　　有作者想要了解：金属材料方面TOP期刊，这一领域的刊物众多，在这里摘录了部分高校及科研单位发表的金属材料top论文，发表论文的作者可作为参考：

　　1、西安交大前沿院多学科材料研究中心在Nature发表论文——发现新型金属

　　西安交大前沿院多学科材料研究中心博士生徐治志等人基于该中心在国际上首次发现的应变玻璃的基础研究成果，通过一种可规模生产的三步热机械处理工艺，在商用Ti-50.8Ni合金中实现了一种带有两种马氏体“种子”的独特应变玻璃状态DS-STG;该状态的合金兼具变形强化带来的超高强度(1.8 GPa)和通过马氏体“种子”无形核成长带来的超高柔性(10.5 GPa的超低弹性模量)和超大可逆形变(8%)。因此，该合金成功突破了高强度和高柔性不可兼得的原理性瓶颈，实现了“既强且柔”的罕见特性。

　　该合金同时具有应变玻璃合金的共同重要优点，即该特性能够在-80℃到+80℃的宽温域内维持不变，以及突出的高应变下抗疲劳特性;因此该合金有望满足变形飞行器、超级机器人的温域要求，所以极具工程应用前景。这种可规模生产的“既强且柔”的金属合金可望对变形飞行器、超级机器人和人造器官等未来技术领域产生颠覆性影响。上述成果以“A polymer-like ultrahigh strength metal alloy” 为题于9月4日在Nature在线发表。

　　2、中科院金属所，最新Science!

　　现代工业的几乎所有领域，对轻质和坚固材料的需求都在稳步增长。即使只是将结构材料的重量降低几个百分点，例如，在钢中加入铝或在铝合金中加入锂等轻质元素，都可以显著提高能源效率，减少运输应用中的排放。引入孔隙可能是实现轻量化最有效和最广泛适用的方法。

　　然而，孔隙通常被认为制造过程中需要消除的缺陷，其存在会使材料的强度和延展性严重恶化。值得注意的是，与晶界等其他界面类似，孔隙表面也可以与位错发生弹性相互作用，足够小的孔隙能够引起额外强化。因此，长期以来人们一直设想可以通过引入纳米级孔隙来增强材料，类似于沉淀硬化或纳米颗粒硬化。然而，合成具有均匀分散纳米孔隙的材料面临很大挑战。例如辐射可以产生诱发大量缺陷，包括纳米空洞或纳米气泡，使材料硬化但同时也会严重脆化材料，因此通常被认为是有害的。

　　基于以上研究背景，中科院金属所金海军教授(通讯作者)等人发现当金属中的孔隙收缩到亚微米或纳米尺度时，分散的纳米孔可以在减轻重量的同时，增加材料的强度和延展性。他们通过一系列加工过程，包括腐蚀、压缩和热退火，将纳米孔隙引入纯金中，为开发新型轻质、高性能材料提供了一种廉价、环保的方法。相关研究成果以“Strengthening gold with dispersed nanovoids”为题发表在最新Science期刊上。

　　3、西安交大科研人员揭示钛的超高本征断裂韧性

　　西安交通大学材料学院韩卫忠教授课题组对纯钛的断裂韧性进行了系统研究，发现钛中的氧杂质是造成其断裂韧性不足的主要因素。即使存在微量的氧杂质，也会抑制钛中的变形孪生和位错活性(Acta Materialia, 246 (2023) 118674)，从而显著降低裂纹尖端的均匀塑性变形能力。

　　研究团队通过将氧杂质含量从商业纯钛的0.14 wt%降低至低氧钛的0.02 wt%，实现了断裂韧性从117 MPa∙m1/2提高至255 MPa∙m1/2。低氧钛的断裂韧性超越了已报道的所有商业纯钛及钛合金的断裂韧性，并且超过了大部分金属材料的断裂韧性。研究首次揭示了钛的超高本征断裂韧性，打破了钛的断裂韧性低于130 MPa∙m1/2的传统认知，使低氧钛成为目前已知最韧的金属材料之一。

　　该工作以Uncovering the Intrinsic High Fracture Toughness of Titanium via Lowered Oxygen Impurity Content为题发表于国际著名学术期刊Advanced Materials(IF：27.4)。

　　4、浙大&名古屋大学Science：纯铝金属纳米线!

　　浙江大学巨阳教授联合名古屋大学Yasuhiro Kimura教授在Science上发表了题为“Growth of metal nanowire forests controlled through stress fields induced by grain gradients”的论文，提出了一种新颖的生长技术，通过利用聚焦离子束(FIB)辐照诱导的局部晶粒粗化来克服传统方法中的局限性。这种技术通过在固体薄膜中控制原子扩散，创造出高应力区域，为NW的生长提供了有效的驱动力和生长核。FIB辐照不仅增强了驱动力，还通过创建局部高应力区域来形成NW的生长通道。

　　此外，FIB辐照诱导的局部晶粒粗化和O、Ga杂质的分离，进一步控制了应力场、晶粒梯度及扩散蠕变，从而实现了在期望位置的大规模生长。这种新方法与传统的碳纳米管(CNTs)和半导体NW的构建方式类似，但它能够生成高密度、垂直生长的单晶铝(Al)NW forests。与其他无序平面网络NW不同，这种单晶Al NW forests在气体传感器、生物标记物和光电组件等高性能纳米器件中的应用具有广泛的潜力。

　　5、北科大吕昭平、吴渊教授团队《Nature》子刊：单相轻质高强高熵铝合金

　　北京科技大学新金属材料国家重点实验室吕昭平、吴渊教授团队与北京高压科学研究中心曾桥石研究员合作，提出了一种新方法，通过高温高压手段，直接将铝基CCA中的多种脆性相转变为单相延性固溶体。成功开发出一种单相FCC结构的铝基CCA，Al55Mg35Li5Zn5，其密度低至2.40g/cm3(低于大多数铝合金 ~ 2.8g/cm3)，比屈服强度达到344×103N·m/kg(目前铝基合金通常约为200×103N·m/kg)。

　　分析表明，单相CCA的形成归因于高压下溶质元素与铝之间原子尺寸和电负性差异的减少，以及高温高压条件下的协同高熵效应。超高的强度来自于单一FCC晶格中多种元素导致的固溶强化，以及纳米级化学波动引起的位错钉扎效应。相关工作以 “Lightweight single-phase Al-based complex concentrated alloy with high specific strength”为题在线发表在《Nature Communications》上。论文第一作者为博士生韩明亮。

　　6、界面工程优化半哈斯勒合金性能

　　中国科学院院士、西安交大材料学院材料强度组孙军教授，材料强度组丁向东教授、武海军教授与深圳大学通力合作在探究相界面工程作用于ZrNiSn基半哈斯勒热电材料取得重要进展。此工作该鉴于现有研究中相界面引发的载流子迁移率降低问题，以及单一能量势垒无法在全温度范围内提升态密度有效质量的局限性，团队创新性地将原子层沉积(ALD)技术应用于Half-Heusler合金。通过精确控制界面，成功实现了相界面工程的重大突破。

　　团队采用ALD技术在ZrNiSn基材料表面沉积TiO2层，并通过高温烧结过程巧妙地形成了Ti-ZNSS层及ZrO2纳米颗粒，构建出具有复合共格相界面的创新结构。进一步探究了这种复合共格相界面对电子和声子传输的深远影响，并通过精细的界面工程策略，有效调控了界面能量势垒，实现了在全温度范围内对态密度有效质量的显著提升。同时，利用共格复合相界面在散射声子、降低晶格热导率的同时，保持了较高的载流子迁移率，有效解决了传统相界面技术导致的载流子迁移率降低问题，并克服了单一能量势垒在高温下筛选低能载流子效果降低的缺陷。

　　通过优化ALD涂层的厚度，实现了ZrNiSn基材料zT值的最大化，达到了1.3的高zT值，这一成果不仅刷新了热电材料性能的记录，也解决了传统热电材料中晶格热导率与载流子迁移率强耦合的技术难题，为热电材料的高性能化和实用化发展开辟了新的道路。相关成果以《相界面工程优化半哈斯勒合金性能》(“Phase interface engineering enables state-of-the-art half-Heusler thermoelectrics”)为题发表在Nature Communications上。

　　7、高强铝合金仿生耐蚀设计

　　受鱼类在受到外部刺激时会通过腺体自发分泌粘液来进行自我保护的自然现象启发，中国科学院金属研究所自然环境腐蚀研究部郑玉贵研究员团队提出了“内生沉淀剂为粘液，中空碳纳米管为腺体，毛细作用为分泌驱动力”的仿生设计策略，成功制备出高强高耐蚀的块体7075铝基复合材料，抗拉强度高达~700 MPa，耐晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀性能优异，其强度和耐蚀性的综合匹配超过了目前公开报道的其他铝合金。

　　该材料在酸、碱、盐环境中均具有极低的腐蚀速率，在强腐蚀性碱性介质中的腐蚀速率甚至比最耐蚀的纯铝还低133倍。优异的耐蚀性主要是因为毛细作用诱导沉淀剂自发从碳纳米管中溶出并在表面富集，形成保护性膜层。运用上述仿生策略同样研制出了兼具高强高耐蚀的2024以及6061铝基复合材料，表明该策略具有可拓展性，有望能研发出其他高强高耐蚀金属材料。

　　该项研究成果近日以“Nature-inspired Incorporation of Precipitants into High-strength Bulk Aluminum Alloys Enables Life-long Extraordinary Corrosion Resistance in Diverse Aqueous Environments”为题在Advanced Materials期刊上发表(2024，DOI: 10.1002/adma.202406506)。王政彬项目研究员和杨杰博士研究生为论文共同第一作者，郑玉贵研究员、马宗义研究员和成会明院士为论文共同通讯作者。