纳米层状Ti-Ti2Cu共析合金

硬度6.2 GPa

增材制造形成纳米层状结构，通过界面位错与层片限域滑移实现协同强化。

Wang, Haodong · Yu, Chun · Moqiu, Li · Zheng, Yi · Chen, Junmei · 陈劼实 · Lu, Hao · Xu, Jijin

Journal of Materials Science and Technology 2024

参数信息

硬度

6.2 GPa

激活体积

12 b3

技术优势

强度不靠牺牲塑性

界面提供高密度位错源，同时容纳位错的湮灭与沉积，产生显著应变硬化，避免了传统强硬材料常见的过早局部变形。

硬度反常地高

室温纳米压痕硬度约6.2 GPa，源自高密度层片界面和限域层滑移共同作用，远高于普通钛合金。

小激活体积暗示界面机制

激活体积仅约12b3，比常规晶界滑移小得多，说明塑性事件被限制在纳米层片的极短自由程内，强度对温度不敏感。

应用场景

• 高性能钛合金：用增材制造直接获得纳米层状共析组织，制成比现有钛合金更硬、保持塑性的构件。
• 轻质高强结构件：以轻质钛合金获得6.2 GPa硬度，替代部分钢制部件实现减重而不损失承载能力。
• 先进金属基复合材料：利用原位生成的Ti2Cu/α-Ti纳米层片作为增强相，无需外加增强体即可获得复合材料强度。