Advanced Engineering Materials

Một phương pháp mới cho việc thiết kế các hợp kim được trình bày trong nghiên cứu này. Những "hợp kim độ cao entropy" với nhiều nguyên tố chính đã được tổng hợp bằng cách sử dụng các công nghệ chế biến phát triển tốt. Kết quả sơ bộ chứng minh các ví dụ về các hợp kim với cấu trúc tinh thể đơn giản, cấu trúc nano và các tính chất cơ học hứa hẹn. Phương pháp này có thể mở ra một kỷ nguyên mới trong khoa học và kỹ thuật vật liệu.

Mục đích của bài báo này là cung cấp cái nhìn tổng quát ngắn gọn nhưng vẫn đầy đủ về các loại ăn mòn magie khác nhau. Việc hiểu biết về các quá trình ăn mòn của các hợp kim magie dựa trên việc hiểu biết về sự ăn mòn của magie nguyên chất. Điều này cung cấp cái nhìn hiểu biết về các loại ăn mòn mà các hợp kim magie thể hiện, cũng như các yếu tố môi trường quan trọng nhất. Sự hiểu biết sâu sắc này là cần thiết như một nền tảng nếu chúng ta muốn sản xuất các hợp kim magie có khả năng chống ăn mòn tốt hơn nhiều so với các hợp kim hiện tại. Đã có nhiều thành tựu đạt được, nhưng cũng còn rất nhiều tiềm năng để cải thiện. Phân tích hiện tại có thể cung cấp một nền tảng và khung lý thuyết cho nghiên cứu thêm, điều này là rất cần thiết. Vẫn còn một khoảng không gian rộng lớn cho việc hiểu biết tốt hơn về các quá trình ăn mòn, việc sử dụng kỹ thuật magie, và cũng về bảo vệ chống ăn mòn cho các hợp kim magie trong điều kiện phục vụ.

Sau gần ba thập kỷ nghiên cứu và phát triển căn bản, các hợp kim titanium aluminide dạng intermetallic dựa trên pha γ‐TiAl có cấu trúc thứ bậc đã tìm thấy ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô và động cơ hàng không. Những lợi thế của lớp vật liệu tiên tiến chịu nhiệt này là tính chất mật độ thấp, cũng như độ bền và độ trượt tốt lên đến 750 °C cùng với khả năng kháng oxi hóa và cháy tốt. Các hợp kim TiAl tiên tiến là những hợp kim đa pha phức tạp có thể được chế biến bằng phương pháp luyện kim thỏi hoặc bột, cũng như các phương pháp đúc chính xác. Mỗi quy trình dẫn đến các cấu trúc vi mô đặc trưng, có thể được thay đổi và tối ưu hóa thông qua xử lý nhiệt cơ học và/hoặc các điều trị nhiệt sau đó. Nền tảng của các phương pháp điều trị nhiệt này ít nhất là hai khía cạnh, tức là đồng thời tăng tính dẻo ở nhiệt độ phòng và sức bền trượt ở nhiệt độ cao. Bài tổng quan này cung cấp một cái nhìn tổng quát về các hợp kim dựa trên γ‐TiAl trong ngành công nghiệp, nhưng tập trung vào các hợp kim γ‐TiAl đông đặc β cho thấy tính khả thi cao trong công việc nóng và tính chất cơ học cân bằng khi áp dụng các điều trị nhiệt thích hợp. Nội dung của bài báo bao gồm các chiến lược thiết kế hợp kim, tiến bộ trong chế biến, sự tiến hóa cấu trúc vi mô, các tính chất cơ học cũng như các khía cạnh ứng dụng, nhưng cũng chỉ ra cách các phương pháp ex situ và in situ tinh vi có thể được sử dụng để thiết lập các biểu đồ pha và điều tra sự tiến hóa của cấu trúc vi mô và nano trong quá trình gia công nóng và các điều trị nhiệt tiếp theo.

Các hợp kim magie là vật liệu cấu trúc và chức năng nhẹ tiên tiến ngày càng được sử dụng trong ngành ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và năng lượng. Tuy nhiên, hiệu suất chống ăn mòn của chúng ở giai đoạn phát triển hiện tại vẫn chưa đủ tốt cho các ứng dụng thực tiễn ngày càng đa dạng. Trung tâm Nghiên cứu Hợp tác về Sản xuất Kim loại Đúc (CAST) ở Australia là một trong những tổ chức nghiên cứu năng động nhất trên thế giới được thành lập nhằm đối phó với những vấn đề liên quan đến việc phát triển và ứng dụng các kim loại nhẹ tiên tiến. Ăn mòn và phòng chống ăn mòn của magie và các hợp kim của nó là một phần quan trọng trong chương trình nghiên cứu của CAST. Bài báo này trình bày một tóm tắt ngắn gọn về những thành tựu nghiên cứu gần đây của CAST và các công trình nghiên cứu liên quan trong lĩnh vực này trên thế giới. Tổng quan này bao gồm "sự phát sinh hydro anod", ước lượng tốc độ ăn mòn, ăn mòn của các hợp kim magie có chứa nhôm và không chứa nhôm, ảnh hưởng của thành phần và vi cấu trúc đến ăn mòn, ăn mòn của một hợp kim magie đúc áp lực, ăn mòn galvanic, ăn mòn chất làm mát, và một lớp phủ có hợp kim nhôm. Mục tiêu của tổng quan này là làm sâu sắc thêm hiểu biết hiện tại về ăn mòn và bảo vệ magie và các hợp kim của nó cũng như cung cấp cơ sở cho công tác nghiên cứu trong tương lai trong lĩnh vực này.

Các kim loại xốp và bọt kim loại hiện đang là chủ đề của những nghiên cứu và phát triển rất sôi nổi. Hiện có khoảng 150 tổ chức đang làm việc với bọt kim loại trên toàn thế giới, trong đó hầu hết tập trung vào việc sản xuất và đặc trưng hóa chúng. Nhiều công ty đang phát triển và sản xuất các vật liệu này, ngày nay đang được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp đa dạng như cấu trúc nhẹ, cấy ghép y sinh, bộ lọc, điện cực, chất xúc tác và bộ trao đổi nhiệt. Bài tổng quan này tóm tắt những phát triển gần đây về các vật liệu này, với trọng tâm đặc biệt vào các nghiên cứu được trình bày tại Hội nghị Quốc tế về Kim loại Xốp và Bọt Kim Loại lần gần đây nhất (MetFoam 2007).

Các lớp phủ hợp kim Al-Si đa nguyên tố đã được chuẩn bị bằng phương pháp phun plasma. Chúng không chỉ thể hiện khả năng chống oxy hóa tốt lên đến 1000°C, mà còn có khả năng chống mài mòn xuất sắc gấp khoảng hai lần so với các loại hợp kim SUJ2 và SKD61. Hơn nữa, chúng còn cho thấy hiện tượng tôi cứng do kết tủa ở nhiệt độ cao lên đến 1100°C, điều này là mới mẻ và hiếm gặp ở các hợp kim thông thường.