西安交大一学院：史上首篇独立Nature！

据西安交通大学官网消息，6月18日，该校材料学院科研团队在高强度塑性合金研发方面取得重大突破。

相关研究成果以“Machine-learning design of ductile FeNiCoAlTa alloys with high strength”为题发表于国际顶级期刊《自然》（Nature）。

本论文由西安交大材料学院博士生Yasir Sohail和张崇乐分别担任第一、第二作者，张金钰教授、马恩教授与孙军院士为共同通讯作者。

金属材料强度全国重点实验室为唯一完成单位和通讯单位。此次成果不仅是该学院首次独立产出的Nature论文，也是首位外籍留学生以第一作者身份发表该级别期刊文章。

在工程应用中，金属材料同时具备高屈服强度和良好拉伸塑性至关重要。如何设计出屈服强度达2GPa且均匀延伸率超过10%的合金，是材料科学领域长期面临的难题。

针对这一挑战，张金钰、马恩与孙军团队在前期研究基础上提出新策略：利用超高体积分数的金属间化合物析出相，包括共格L12纳米相和非共格低模量B2微米相，协同强化FCC富铁复杂合金基体。

具体而言，该设计通过引入大量具有高反相畴界能的共格L12纳米相来提升强度，并结合高体积分数的非共格B2微米相。

这些非共格界面可更有效阻碍位错运动从而提高屈服强度；同时，多种元素的添加降低了B2相的反相畴界能，增强其塑性，使颗粒成为位错存储单元，从而显著改善加工硬化性能。

研究团队采用基于领域知识辅助的机器学习方法进行成分筛选，结合轻元素Al的高固溶度以及Ta元素对L12相反相畴界能的显著提升作用，最终开发出成分为Fe35Ni29Co21Al12Ta3（at.%）的复杂合金。

该合金兼具优异的位错产生与存储能力，使其在室温下展现出前所未有的强度-塑性组合，远超目前已知所有同类材料。

该研究成果不仅推动了高性能结构材料的发展，也为其他先进合金的设计提供了全新思路。

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