合金材料的优化 纳米粒子扩散过程的解码

铝合金具有独特的材料特性，是飞机制造和航天技术中不可缺少的材料。在高分辨率电子断层扫描的帮助下，TU Graz的研究人员首次能够解码对理解这些特征至关重要的机制。这项研究成果最近发表在《自然材料》上。

纳米结构决定了材料的质量。

在铝基体中加入钪、锆石等合金元素，以提高铝合金的强度、耐蚀性和可焊性。进一步处理后，形成尺寸只有几纳米的微小圆形颗粒，即所谓的纳米沉淀物。它们的形状、原子结构以及钪和锆石原子在晶格中“最佳位置”的“斗争”，对材料的性能和可用性起着决定性的作用。

TUZ的研究人员在格拉茨电子显微镜中心(ZFE)的奥地利扫描透射电子显微镜的帮助下分析了这些结构。该装置可以生成三维结构的高分辨率元素图。图格拉茨电子显微镜研究所的分析透射电子显微镜工作组负责人Gerald Kothleitner表示，由此产生的色谱分析提供了一个令人惊讶的图像，按照以前的知识水平无法解释。纳米分析。我们在生成的核壳结构中发现了异常。一方面，我们发现纳米沉淀物中铝的含量较高。另一方面，

量子力学和蒙特卡罗方法提供了答案。

为了跟踪这种自组织现象，来自电子显微镜和纳米分析研究所(FELMI)和材料科学、连接和成型研究所(IMAT)的研究人员回顾了量子力学计算和模拟。发现系统本身分离形成一个原子窄通道，外来原子可以在其中扩散。相遇的原子会堵住这些通道，稳定系统。博士生安吉丽娜奥沙克(Angelina Orthacker)的论文得到了奥地利合作研究(ACR)的资助，她举例说明了原子的运动：“扩散过程可以与交通繁忙的城市地区紧急走廊的形成相提并论。交通瞬间组织起来，实现了应急车辆的畅通。但它只需要几辆单独的车辆就能堵住紧急通道，从而阻止它发挥作用。这和铝合金内部一模一样。“应急走廊”促进了钪和锆石原子的物质输运，甚至轻微的干扰都阻止了这种输运反应。研究小组假设，关于这些扩散过程的新发现也在其他多组分合金中发挥作用。现在可以进一步调整它们的属性。研究小组假设，关于这些扩散过程的新发现也在其他多组分合金中发挥作用。现在可以进一步调整它们的属性。研究小组假设，关于这些扩散过程的新发现也在其他多组分合金中发挥作用。现在可以进一步调整它们的属性。

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