银河娱乐城

近日，银河娱乐城-银河娱乐博彩 马琰铭院士团队在新型高刚性铌基金属间化合物研究中取得重要进展。研究团队利用大腔体压机高温高压实验技术，拓展了传统常压Nb-Sn体系相图的认知边界，成功发现并制备出一种全新的六方结构NbSn₂（h-NbSn₂）材料，并系统揭示了其高压形成机制、晶体结构特征及优异的热机械性能。相关研究成果以“High-pressure stabilization and thermo-mechanical properties of hexagonal NbSn₂ in the Nb-Sn system”为题，发表于《Acta Materialia》期刊。

铌基材料因兼具高熔点、高温强度和较低密度等优点，被广泛视为航空航天、核能装备等极端环境下关键结构材料的重要候选。其中，Nb-Sn体系尤为重要，不仅包含经典超导材料Nb₃Sn，还在高温合金组织调控和抗氧化设计中具有广泛应用。长期以来，人们普遍认为Nb-Sn体系中仅存在Nb₃Sn、Nb₆Sn₅和正交结构NbSn₂三种稳定金属间化合物。

此次，研究团队利用大腔体压机在高温高压条件下，成功合成出一种新型六方结构h-NbSn₂ (C40结构)。研究发现，该新相在高压条件下热力学稳定，而在常压下为亚稳态，但由于较高的动力学势垒，其卸压后能够保留到常压环境中，实现了“高压合成、常压保存”的新材料创制路径。该成果首次实现了新型六方结构NbSn₂的实验合成，拓展了传统Nb-Sn体系相图认知，也充分展现了大腔体压机技术在突破传统材料制备边界和材料创制方面的独特优势。

在性能方面，这种新型h-NbSn₂材料表现出优异的高刚性特征。其杨氏模量约为193GPa，剪切模量约为78GPa，显著高于传统Nb-Sn化合物，并优于多种商业化Nb基耐高温合金。研究表明，这主要得益于其六方晶格中更强、更具方向性的Nb-Sn化学键，以及沿c轴排列的刚性结构单元。因此，h-NbSn₂有望作为高模量Nb基复合材料中的重要增强相，在先进高温结构材料领域展现良好的应用潜力。此外，该材料在空气中约500℃开始氧化，抗氧化性能优于纯铌，可通过表面防护或成分优化进一步改善。同时，h-NbSn₂具有中等水平的热膨胀系数，在多相Nb基高温结构材料中表现出良好的热匹配潜力。

这项研究实现了从“高压发现新材料—结构解析—性能评估—应用潜力探索”的系统研究，展示了大腔体压机高压合成技术在传统工程合金体系中新型亚稳结构材料创制方面的巨大潜力。该成果不仅丰富了Nb-Sn体系的基础科学认知，也为新一代高温结构材料设计、刚性增强相开发以及先进结构材料的高压创制提供了新的方向。

论文第一作者为综合极端条件高压科学中心硕士研究生岳高平。通讯作者为综合极端条件高压科学中心李鑫副教授、银河娱乐城 李全教授，以及浙江大学马琰铭院士。该工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

文章全文链接:

//linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1359645426003824

编校|李鑫

排版|于跃

审核|姚明光、杨景