安石大学研究人员实现亚纳米级高熵金属合金

安徽师范大学记者10月19日获悉，熊宇杰教授及其合作者利用激光辐照激发的等离子体光热效应和热电子效应制造了亚纳米高熵合金。该方法适用性广泛，可以制备含有多达十种金属元素的亚纳米级高熵合金。相关成果发表在《Nature·Materials》上。将五种或更多不同类型的金属合成为具有均匀结构的新型合金，称为“高熵合金”，一直是一个具有挑战性的科学问题。如果想把它们做成亚纳米级别、尺寸很小的话，就会比较困难。 “这就像把五个以上性格不同、喜好不同、生活方式和谐的人聚集在一起，显然需要付出很大的努力。”熊宇杰解释得很清楚。事实上，不同的金属通常不会相互“混合”。因此，传统的高熵y合金的合成通常需要在高温下进行。元素种类也有限制，合成的合金尺寸也比较大。在这项研究中，熊宇杰的创新团队利用激光辐照技术，在温和条件下实现了多种金属的均匀混合，成功制备了亚纳米级高熵合金颗粒。 “纳秒脉冲激光可以在极短的时间内将颗粒的表面温度提升到2000摄氏度以上，然后以每秒十亿度以上的速度快速冷却。通过传统合成方法的限制进行快速加热和马比利斯冷却过程，不仅可以使不同的金属元素均匀分散和结合，而且使晶粒尺寸变性。”熊宇杰进入 细节。高熵合金在许多领域具有广泛的应用前景，特别是新能源、高性能催化剂材料等。处于潜力。 “高熵合金就像一个团队，每一种金属元素就像一个团队成员，各有所长。在执行任务时，每个人都做自己最擅长的事情；在一起做一些单独做不到的事情，整个团队的效率自然就提高了。”熊宇杰说道。此次团队制备的亚纳米高熵合金由金、铂、钌、铑和铱五种金属组成。它用作水电解催化剂，表现出优异的氢和氧生产活性。在质子交换膜电解槽中，其性能明显优于目前商业化的铂碳催化剂和二氧化钌催化剂。这种新的激光合成方法极大地拓展了高熵合金的材料选择范围，有望推动其在更多基础领域的实际应用。 （记者陈弯弯）