解码纳米粒子扩散过程的合金材料优化

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，图格拉茨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。研究结果最近发表在《自然材料》杂志上。

纳米结构对材料质量负责。

将钪和锆石等合金元素添加到铝基体中，以提高铝合金的强度、耐腐蚀性和可焊性。经过进一步处理，形成了只有几纳米大小的微小圆形颗粒，即所谓的纳米沉淀。它们的形状、原子结构以及处于晶格“最佳位置”的钪和锆石原子的“挣扎”，对材料的性能和可用性起着决定性的作用。

图格拉茨研究人员在奥地利格拉茨电子显微镜中心(ZFE)的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。图格拉兹电子显微镜研究所分析透射电子显微镜工作组组长Gerald Kothleitner说，从这一分析中获得的色谱分析提供了一个令人惊讶的图像，根据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检测到异常。一方面，我们发现纳米沉淀物中铝的含量很高。另一方面，

量子力学和蒙特卡罗方法提供了答案。

为了追踪这种自组织现象，来自电子显微镜和纳米分析研究所(FELMI)和材料科学、连接和成形研究所(IMAT)的研究人员回顾了量子力学的计算和模拟。发现系统本身在原子水平上分离形成狭窄的通道，外来原子可以在其中扩散。相互相遇的原子会阻断这些通道，稳定系统。由奥地利合作研究(ACR)资助的Angelina Orthacker博士论文阐述了原子的运动：“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。交通设法在瞬间组织起来，实现了应急车辆的自由流动。但它只需要几辆单独的车辆就能堵住应急走廊，从而阻止它工作。这和铝合金内部完全一样。“应急走廊”促进了钪和锆石原子的物质输运，甚至轻微的干扰也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。它们的属性现在可以进一步调整。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。它们的属性现在可以进一步调整。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。它们的属性现在可以进一步调整。

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