车里雅宾斯克科学家提出了一种用于金属制品的新型防腐涂层材料。

金属间化合物具有许多优异的性能（例如高硬度、耐腐蚀性等），但其广泛的工业应用受到一个主要缺陷的制约：脆性高。南乌拉尔国立大学的研究团队提出了一种解决这一问题的创新方案。

南乌拉尔国立大学的研究创新之处在于，通过在多组分金属间化合物中添加硼进行微量合金化，从而降低其脆性并提高延展性。具体而言，南乌拉尔地区最大的大学——南乌拉尔国立大学的研究人员首次使用硼来改善复杂金属间合金的性能：实验数据表明，添加硼后，合金的脆性降低，柔韧性和延展性显著提高。

研究人员详细研究了两种材料：一种不含硼（作为对照），另一种含有硼。

图1. 热处理后CCIMA样品的X射线衍射图（a）和主要衍射峰的放大图（b）（化学计量比样品处于固化状态）。CCIMA样品的扫描电子显微镜（SEM）图像和相应的能量色散光谱（EDS）

图：铸态化学计量比Ni39.6Co25.4Fe10Al13.8Ti6.2Ta3Nb2（c）、铸态（d）和再结晶态非化学计量比Ni39.6Co29.3Fe10Al13.8Ti4.3Ta2Nb1（e），以及铸态硼掺杂（f）和再结晶态硼掺杂（g）CCIMA样品（Ni39.6Co29.3Fe10Al13.8Ti4.3Ta2Nb1）98.5B1.5。

该新型材料是一种非化学计量比、硼掺杂的复杂金属间合金，具有双相微结构。

实验表明，添加硼显著改善了合金的机械性能。该合金实现了高强度和高延展性的良好结合。

该材料的制备方法包括熔炼和高能机械化学合成/研磨。通过爆炸喷涂粉末的方法制备了涂层样品。由此获得的合金可用于制备高强度、耐化学腐蚀的涂层，该涂层能够抵抗高温腐蚀（氧化）以及酸、盐水等电解质的侵蚀。

这为该材料在航空航天、汽车制造和能源行业（火力发电厂和核电站）等领域开辟了潜在的应用前景。

这项新研究阶段由“2030优先发展计划”资助。该计划支持相关应用技术的研究开发，并积极推动其产业化进程。然而，在此之前，研究团队还需要克服以下一些挑战：

技术规模化；

评估成本效益；

对实际产品进行更多应用测试，以向潜在的产业合作伙伴证明其可靠性。

图2. 铸造化学计量比（a、d、g、h）、再结晶非化学计量比（b、d、i、j）和再结晶硼合金（c、f、l、l）CCIMA合金的透射电子显微镜（TEM）（a-c）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）（d-g）及相应的选区电子衍射图（SADP）（z-l）。

该研究成果已通过严格的同行评审，并发表在材料科学领域顶级期刊《合金与化合物杂志》（Scopus排名前10%）上，这充分证明了其很高的科学价值。

由南乌拉尔国立大学研究人员获得的硼掺杂金属间化合物属于当前研究热点的高熵材料类别。相关研究正在为开发新的高效工程解决方案奠定基础。

图3. (a) 化学计量比和非化学计量比CCIMA的工程应力-应变曲线；(b) 与具有L12结构的传统非化学计量比和其他CCIMA相比，本研究样品的屈服强度与延伸率曲线[3, 5, 8, 9, 13, 14, 15]。