在竞争激烈的全球市场上,具有极端且通常不寻常性能组合的金属材料一直供不应求。当前最先进的金属材料,如镍基高温合金,正在接近其发展的物理极限,因为未来应用所需的工作温度接近或超过了它们的熔点。能源和交通等社会影响重大领域的进步要求探索和开发新型材料解决方案,以在更高温度下改善结构或功能性能。先进难熔合金,特别是难熔金属间复合材料 (RMIC),如 Nb-硅化物原位复合材料、Mo-硅化物基合金、难熔高熵合金 (RHEA)、难熔复合浓缩合金 (RCCA) 和难熔高温合金 (RSA),作为潜在的结构材料,其使用温度远超镍基高温合金,引起了广泛关注 [1-5]。其中一些合金的优异性能使它们成为当前和未来广泛应用的有希望的候选材料。这些先进材料基于 13 种难熔金属,即钨、铼、锇、钽、钼、铌、铱、钌、铪、铑、钒、铬和锆,其熔点介于 1855 ◦ C(锆)和 3422 ◦ C(钨)之间。它们还可能包含其他元素,例如铝、硅和钛,旨在改善设计所需的性能(主要是机械和/或环境性能)。元素周期表中不同族的难熔金属的性能差异很大。难熔金属及其合金的共同特性是熔点高、高温强度高、对液态金属具有良好的耐腐蚀性。难熔金属在极高的温度下也能保持稳定的蠕变变形,部分原因是它们的熔点高。难熔金属可加工成线材、锭材、钢筋、板材或箔材。它们用途广泛,包括热金属加工、熔炉、照明、润滑剂、核反应控制棒、化学反应容器和空间核能系统。它们也是航空航天应用的关键高温材料。此外,难熔金属还可用作合金添加剂——例如,用于钢、高温合金和高熵合金 (HEA)。最后,应该提到的是,大多数难熔金属都具有生物相容性,为开发用于植入应用的生物材料铺平了道路。低温加工性差和高温氧化性差是大多数难熔金属和合金的缺点。通过使用特定的难熔金属和合金添加剂组合可以改善氧化性能。与环境的相互作用会显著影响它们的高温蠕变强度。这些金属和合金在高温下的应用通常需要使用保护气氛或涂层。最近,RMIC、RHEA、RCCA 和 RSA 已成为深入研究的主题,其中许多研究涉及用于航空航天应用的新型超高温材料的设计。本期特刊发表的论文提供了新的信息
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