南乌拉尔国立大学学者提出将材料科学两大前沿理念——高熵成分与自修复——相结合,以创造一类新型金属材料。该项目由"材料科学与材料物理化学"教研室教师、教研室博士研究生克谢尼娅·雷巴利琴科主持,获得赫里斯坚科基金资助,旨在解决零部件磨损与过早破坏的问题。
该研发的创新之处在于材料能够自行消除微缺陷。这位年轻研究员提出在难熔高熵合金基体中引入易熔夹杂物。当金属因载荷产生微裂纹或微孔时,只需对零件加热,夹杂物便会熔化并填充缺陷,无需人工干预即可实现"自愈"。
"我们利用温差来'做文章'。基体保持固态,而易熔夹杂物变为液态并流入裂纹。这使零件在出现缺陷时不会立即报废,从而延长其使用寿命。"——克谢尼娅·格列博夫娜解释道。
除独特的再生能力外,该研发还具有显着的经济优势。用于高载荷关键部件的现代材料往往需要昂贵的成分和复杂的修复工艺。南乌拉尔国立大学科研团队力求获得一种在同样具有高力学性能的同时,成本却低得多的材料。
"我们致力于创造一种不仅能自修复,还能解决先进结构材料高成本问题的合金。"——研究人员强调。
未来,自修复高熵合金有望在汽车工业中得到应用,特别是用于汽车动力装置。但该技术的潜力远不止于此。研发成果还瞄准航空航天和国防工业。预计此类材料能够提高高载荷工况下零部件的可靠性,降低维修和更换零件的成本。
目前,该项目正处于实验室研究和计算机建模阶段。
学者们在贵补肠迟厂补驳别、罢丑别谤尘辞-颁补濒肠等软件系统中进行计算,并准备在实验室进行原型件的试制。对于材料自愈后的恢复程度及可靠性试验结果等定量数据,因研究尚处于积极推进阶段,暂未对外公开。不过,研发者强调了这一想法的独特性:在世界科学文献中,高熵合金自修复这一课题几乎未被涉及,这意味着它具有前沿性和广阔的科研探索前景。
该项目在赫里斯坚科"走向未来"基金计划框架内实施。该计划是在"2030优先"战略下为大学发展方案提供年度资金支持的专项计划,资助方向包括开展前瞻性研究、建立人才储备以及实施决定南乌拉尔国立大学和车里雅宾斯克州发展方向的特色教育项目(组成部分)



