中科院金属所：重大突破！多孔金属拉伸延展性大幅增强

去合金化已成为多孔或纳米多孔(NP)材料合成的新途径，用于各种新颖的结构及功能应用，脱合金或选择性腐蚀的概念也得到进一步扩展，这些进展诞生了一大批新的NP材料。由于其具有开放的多孔结构、精细的结构尺寸、大的比表面积和毫米尺度的试样尺寸，因此在驱动、催化、超级电容器等表面控制功能方面得到了广泛的应用。然而，脱合金(纳米)多孔金属极其脆弱，经常在弯曲或拉伸时发生灾难性断裂，这不利于其应用。

基于此，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室的金海军教授团队报道了一种脱合金多孔材料，其拉伸延展性可以通过在更高层次上引入弱畴边界来改善。我们还表明，畴大小对其拉伸延性(更准确地说，是扩散失效)是决定性的。利用这种方法，在lmd制备的多孔Fe(MnCr)中获得了高达4.1%的不可逆拉伸应变。这一策略也可用于提高纳米多孔金属和其他多孔材料的延展性和韧性。研究成果以题为“Weak boundary enabled tensile ductility in dealloyed porous Fe alloy” 发表于期刊《Acta Materialia》。

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多孔Fe(Cr)在不可逆应变低于1.0%时表现出有限的拉伸延展性，而多孔Fe(MnCr)在不可逆应变高达4.1%时获得了增强的拉伸延展性，其优异的拉伸延性源于弥散失效，即在断裂前试样中形成大量微裂纹，这些微裂纹优先从弱畴边界成核并沿弱畴边界扩展。这些弱畴边界是由LMD中促进晶间腐蚀形成的。

此外，建议通过在脱合金过程中促进颗粒间蚀刻和在处理结构中引入高密度弱边界来增强脱合金多孔材料的拉伸延展性，而不是避免或修复先前报道的这些缺陷。该方法可能普遍适用于脱合金材料和其他类型的多孔材料，特别是脱合金NP金属，但是其新应用和进一步开发受到其极端脆性的阻碍。

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