Fig. 1 Microestrutura hierarquicamente organizada em espinha. (A a C) Elenco convencional EHEA servindo aqui como material de referência. (A) Imagem de elétrons retroespalhados por SEM. (B) Mapa de fase de difração de retroespalhamento de elétrons (EBSD) (à esquerda) e mapa de figura polar inversa (IPF) (à direita). (C) Diagrama esquemático. (D a I) O EHEA solidificado direcionalmente com uma microestrutura hierárquica em espinha. As setas pretas em (D) e (E) indicam a direção DS, e também a direção de carga de tração na Fig. 2A. (D) Imagem de elétron retroespalhada do SEM mostrando que a microestrutura é composta por grãos colunares. Os limites dos grãos são marcados por linhas tracejadas pretas. (E) Fase EBSD ampliada e mapas IPF mostrando o grão colunar consistindo de AEC e BEC. Linhas pretas sólidas e tracejadas marcam os limites de grãos e colônias, respectivamente. [(F) e (I)] Diagrama esquemático da estrutura em espinha de peixe e seu princípio de formação, respectivamente. (G) imagem HAADF-STEM e padrões SAED relacionados das fases B2 e L12. A imagem HAADF-STEM mostra lamelas de fase dupla limpas sem evidências de nanoprecipitados ou outras fases, como também é indicado em (F). (H) SHE-XRD das fases B2 e L12. Crédito:DOI:10.1126 / science.abf6986
Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na China, os EUA e a Alemanha criaram uma liga de fase dupla que provou ser extremamente resistente ao fraturamento. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve sua liga, porque é tão resistente à fratura e possíveis usos para ele. Xianghai An, com a Universidade de Sydney, publicou um artigo Perspectiva na mesma edição do periódico, delineando novas estratégias no desenvolvimento de ligas com novos propósitos e o trabalho realizado pela equipe neste novo esforço.
Como notas, a demanda por novos tipos de materiais para novas aplicações tem se acelerado nos últimos anos, impulsionando novos trabalhos no desenvolvimento de ligas metálicas. Os clientes procuram materiais duráveis, dúctil, forte e tolerante a danos. Infelizmente, não existem metais com todas essas características. Geralmente, os clientes devem fazer uma troca, como entre a capacidade de um material de esticar e sua resistência. Para atender a essas necessidades, os metalúrgicos estão cada vez mais adotando uma nova abordagem; em vez de começar com um metal básico e adicionar pequenas quantidades de outros (como usar o ferro para fazer aço), eles estão começando com quantidades variáveis de metais diferentes. Quando três ou mais são usados, eles são chamados de ligas de elementos múltiplos principais (MPEAs).
Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de MPEA chamado DS:EHEA, que apresenta "heterogeneidades espaciais multiescala." Mais especificamente, eles usaram ligas eutéticas de alta entropia (aquelas que derretem e solidificam a uma temperatura que é mais baixa do que seus pontos de fusão individuais) para criar uma liga estruturada de fase dupla. Eles descobriram que uma liga particular de alumínio-ferro-cobalto-níquel solidificou em um micropadrão em espinha que era altamente resistente à fratura. É segredo, eles descobriram, estava em suas fases duras e moles e na forma como as rachaduras se formaram. Aquelas que se formaram durante a fase dura foram interrompidas quando alcançaram uma fronteira com uma fase suave - o micropadrão em espinha serviu para transferir o estresse. Isso deu à liga acabada não apenas uma resistência muito alta à fratura, mas uma triplicação do alongamento máximo. Os pesquisadores sugerem que sua abordagem pode ser usada em uma ampla variedade de aplicações que requerem ligas eutéticas de alta entropia.
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