Hf改性Zr-Cu基高熵形状记忆合金

高超弹转变温·小热滞

通过铪含量调控，获得超过600 K的奥氏体转变温度和仅70–80 K的热滞后，兼具优良形状记忆恢复应变。

Zhijie, Li · 马兆龙 · Xing-Wang, Cheng · Hongnian, Cai

Journal of Materials Research and Technology 2024

具体参数

奥氏体转变温度

{'zh': '600', 'en': '600'} K

热滞后

{'zh': '70–80', 'en': '70–80'} K

形状记忆恢复应变

{'zh': '2.44', 'en': '2.44'} %

技术优势

高温可用

奥氏体转变温度超过600 K，远高于传统Zr-Cu合金，适用于高温驱动场景。

迟滞小

热滞后仅70–80 K，与无Hf的高熵合金相当甚至更优，保证了循环过程中相变热力学稳定性。

回复应变高

在Zr₄₂Hf₈Cu₂₅Ni₁₀Co₁₅成分中获得2.44%的形状记忆恢复应变，优于其他Zr-Cu基合金。

应用场景

• 高温形状记忆驱动器：在600 K以上仍可驱动，适合核能、航空航天等高温阀门或开关。
• 高熵合金设计：通过Hf调控价电子浓度和析出相，为高温高熵SMA设计提供了新思路。
• 4D打印形状记忆材料：高恢复应变和窄滞后利于精确变形控制，有望用于4D打印响应结构。
• 航空航天变形结构：600 K以上服役能力结合优异回复特性，可替代部分液压机构实现轻量化变形。