Cientistas chineses fizeram observações diretas de ligas VCoNi (médio) -entropia cúbicas centradas na face (MEA) e, pela primeira vez, propuseram uma identificação convincente de ordem química de curto alcance em subnanoescala (CSRO). Essa conquista, sem dúvida, resolve a questão premente de se, o que e por que o CSRO existe, e como identificar explicitamente o CSRO.

Este trabalho, publicado em Natureza em 29 de abril, foi conduzido pelo Prof. Wu Xiaolei do Instituto de Mecânica da Academia Chinesa de Ciências (CAS) em colaboração com a equipe do Prof. Ma En da Universidade Xi'an Jiaotong e a equipe do Prof. Zhu Jing da Universidade Tsinghua.

Ligas de elementos múltiplos principais - também conhecidas como ligas de entropia alta (média) (HEAs / MEAs) - são um tópico quente e de fronteira em campos multidisciplinares. Nestes HEAs / MEAs, as interações entálpicas entre os elementos constituintes podem induzir vários graus de ordem química local (LCO), dos quais CSRO é indiscutivelmente o mais difícil de decifrar.

"O CSRO é o ponto de corte crucial para a compreensão dos comportamentos mecânicos e físicos exclusivos desses HEAs / MEAs. No entanto, um desafio monumental está em como ver os CSROs. Ver é crer, "disse o Prof. Wu Xiaolei, líder da equipe de pesquisa.

"A identificação de CSROs exige não apenas evidências irrefutáveis ​​de difração, mas mais importante, também intrincada informação química em escala de comprimento de subnanômetro sobre as diferentes preferências de espécies constituintes para ocupar certos planos / sítios de rede na primeira e segunda camadas atômicas vizinhas mais próximas. Essas evidências concretas de CSRO têm estado gravemente ausentes até agora, "disse o Prof. Ma.

Neste estudo, os pesquisadores usaram um conjunto completo de ferramentas e métodos para analisar correlações e justificar sua origem, para evitar links perdidos ou interferência de artefatos.

Essas ferramentas inequivocamente cravaram o CSRO, incluindo sua extensão espacial, configuração de empacotamento atômico e ocupação de rede preferencial por espécies químicas.

A modelagem de parâmetros de ordem de CSRO e correlações revela que as CSROs se originam da preferência do vizinho mais próximo por pares diferentes (V-Co e V-Ni) e evitam pares V-V.

Os pesquisadores também usaram o mapeamento de cepas atômicas para demonstrar as interações de deslocamento aprimoradas pelos CSROs. Isso esclarece seus efeitos sobre os mecanismos de plasticidade e propriedades mecânicas durante a deformação.

“Este trabalho é um salto significativo no CSRO, fornecer para a comunidade experimentos sistemáticos e claros com evidências diretas que resolvam o debate / incerteza (ou mesmo a controvérsia) deixada pelo trabalho anterior, "disse a mãe.

"A ordem química local se desenvolve como uma característica intrínseca em HEAs e MEAs. Isso oferece um novo botão para girar, ou seja, temos a oportunidade de ajustar o grau de CSRO para adaptar as propriedades mecânicas e físicas desses novos materiais, "disse Wu.