鎳鋁合金是一種非常重要的合金材料，在多工業(yè)產(chǎn)品中對(duì)鎳鋁合金的需求不斷擴(kuò)大，如果提高鎳鋁合金的生產(chǎn)量和生產(chǎn)技術(shù)成為許多合金材料廠商的一大難題，目前可以通過(guò)鎳鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)的技術(shù)，這些合金通常用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件的設(shè)計(jì)。迄今為止，對(duì)這些合金的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)既費(fèi)時(shí)又昂貴。這些發(fā)現(xiàn)有可能極大地推動(dòng)材料的設(shè)計(jì)，并用于不同的工業(yè)領(lǐng)域制造產(chǎn)品。
鎳鋁合金材料是由兩種或兩種以上金屬組成的耐用材料。目前傳統(tǒng)合金材料制造工藝的高成本和設(shè)計(jì)限制促使人們需要?jiǎng)?chuàng)造更有效的設(shè)計(jì)方法。一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是如何準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)合金材料的微觀結(jié)構(gòu)，這會(huì)極大地影響材料的物理性能，如強(qiáng)度、韌性、耐蝕性、硬度和耐磨性。
通過(guò)對(duì)鎳鋁合金材料采用第一原理相場(chǎng)法，對(duì)合金材料的微觀組織進(jìn)行了預(yù)測(cè)。該程序僅根據(jù)物理基本定律預(yù)測(cè)合金的微觀組織，然后利用這些參數(shù)來(lái)模擬微觀組織的形成，這與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突騼H基于實(shí)驗(yàn)或先前觀察的預(yù)測(cè)相反。此外，研究人員還在高溫下（約1027℃）進(jìn)行了模擬噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪的模擬實(shí)驗(yàn)。
利用這種方法生產(chǎn)鎳鋁合金擦了也可以用于預(yù)測(cè)多組分合金或者兩種以上金屬組成的微觀結(jié)構(gòu)。這些研究強(qiáng)調(diào)了鋼和其他合金的基本性質(zhì)，而迄今為止，這些性質(zhì)只是基于經(jīng)驗(yàn)觀察來(lái)證明的。因此，該方法是一個(gè)強(qiáng)大的理論工具，可以快速預(yù)測(cè)最適合的合金，盡可能地實(shí)現(xiàn)所需的強(qiáng)度、韌性、延展性、塑性等一些列性能指標(biāo)。
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