2. 《Advanced Materials》一種新型的多金屬間化合物催化析氫

電解水為制氫提供了一個(gè)非常有吸引力的方法。然而，高性能、低成本的電催化劑的缺乏嚴(yán)重阻礙了其廣泛的應(yīng)用。在此，劉錦川院士團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種具有不尋常的周期性有序結(jié)構(gòu)的多高熵金屬間化合物（HEI），它可以作為一種高效的析氫電催化劑。該HEI在電流密度為10 mA cm-2時(shí)的過(guò)電位為88.2 mV，塔費(fèi)爾斜率為40.1 mV dec-1，在堿性溶液中表現(xiàn)出優(yōu)異的活性，可與那些貴金屬的催化劑相媲美。理論計(jì)算表明，化學(xué)復(fù)雜性和驚人的原子構(gòu)型提供了一個(gè)強(qiáng)大的協(xié)同功能，以改變電子結(jié)構(gòu)。此外，獨(dú)特的L12型有序結(jié)構(gòu)使特定的位點(diǎn)隔離效果進(jìn)一步穩(wěn)定H2O/H*的吸附/脫附，極大地優(yōu)化了析氫的能壘。這一策略為開(kāi)發(fā)具有優(yōu)良反應(yīng)活性的新型電催化劑提供了新的范式。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202000385

3.《Matter》揭示高熵合金中壓力誘發(fā)相變的電子起源

理解與壓力相關(guān)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，可以用來(lái)調(diào)整材料的功能和力學(xué)性能，是材料科學(xué)的重大研究方向之一。近年來(lái)，高熵合金（HEAs）的發(fā)現(xiàn)開(kāi)啟了高性能金屬材料發(fā)展的新時(shí)代。然而，控制HEAs中壓力相關(guān)的相變的潛在機(jī)制仍然是不清楚的。在此，劉錦川院士團(tuán)隊(duì)，通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論方法，揭示了在大氣條件下的CrFeCoNi合金，本質(zhì)上fcc相是穩(wěn)定的。有趣的是，fcc到hcp的轉(zhuǎn)變是在室溫壓力下確定的，這是由于壓力引起的電子重新分布。更令人興奮的是，在MoxCrFeCoNi （x= 0, 0.11和0.23）的壓力下，Mo摻雜已經(jīng)被證明可以促進(jìn)hcp的轉(zhuǎn)變。這一基本認(rèn)識(shí)可以促進(jìn)通過(guò)高壓方法定制高性能HEAs的合金設(shè)計(jì)。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645420301725?via%3Dihub

4. 《Acta Materialia》控制納米級(jí)析出和消除多組分高熵合金的中溫脆性

由高密度相干析出相組成的熱穩(wěn)定高熵合金（HEAs）在高溫應(yīng)用中具有巨大的潛力。在此，劉錦川院士團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地研究了Ni-30Co-13Fe-15Cr-6Al-6Ti-0.1B（at.%）在800、900和1000 ℃等溫時(shí)效條件下L12-型相干析出物的相穩(wěn)定性和粗化動(dòng)力學(xué)。在此溫度范圍內(nèi)，晶粒內(nèi)部時(shí)效組織基本由L12（Ni、Co、Fe、Cr）3（Ti、Al）-型多組分析出的均勻析出物所主導(dǎo)。用經(jīng)典的Lifshitz-Slyozov-Wagner模型對(duì)晶體內(nèi)L12析出物粗化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了定量測(cè)定。粗化的活化能為378 kJ/mol，相對(duì)于傳統(tǒng)的Ni或Co基高溫合金的活化能較高，表明元素在HEA基體中擴(kuò)散緩慢。此外，研究者詳細(xì)分析了非均質(zhì)析出及其伴隨的亞穩(wěn)態(tài)沿晶界（GBs）相變機(jī)理。在GBs的不連續(xù)的L12相中發(fā)現(xiàn)了局部化學(xué)不均一性，這在熱力學(xué)上破壞了L12的結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)了脆性霍斯勒相的形成。最后，研究者建立了一種獨(dú)特的雙重時(shí)效策略，可以有效地用于GB穩(wěn)定化，通過(guò)這種策略，這些有害的粒間異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以被有效消除，從而具有優(yōu)異的抗中溫脆化性能，并增強(qiáng)了拉伸強(qiáng)度。以上發(fā)現(xiàn)不僅闡明了組成復(fù)雜的HEAs沉淀機(jī)制，而且還將為性能優(yōu)越的高級(jí)高溫應(yīng)用場(chǎng)合的HEAs界面設(shè)計(jì)提供新的機(jī)會(huì)。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645420301725?via%3Dihub

５。 《Materials Research Letters》含鉬納米鋼的析出動(dòng)力學(xué)和力學(xué)性能

眾所周知，納米級(jí)析出物對(duì)結(jié)構(gòu)材料的析出硬化有很大的影響。在本研究中，劉錦川院士團(tuán)隊(duì)報(bào)道了加入鉬的納米結(jié)構(gòu)鋼中富銅和鈮的納米沉淀物的析出動(dòng)力學(xué)和熱穩(wěn)定性。原子探針層析和第一性原理計(jì)算表明，鉬的加入有效地降低了Cu、Ni和Al原子的擴(kuò)散系數(shù)，導(dǎo)致析出機(jī)理由瞬時(shí)成核的NiAl先析出轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)成核的Cu先析出。擴(kuò)散系數(shù)的降低顯著提高了納米沉淀物的熱穩(wěn)定性，大大提高了納米結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。

論文鏈接：https://doi.org/10.1080/21663831.2020.1734976

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