氧化锆陶瓷材料Zirconia ceramics,ZrO2表现出马氏体相变,能够产生10%量级的较大应变,使其在高温下具有形状记忆和超弹性应用的前景。
类似于其他马氏体材料,这种相变应变transformation strain,可以通过仔细合金化来设计,以产生具有减少的滞后(加热和冷却时转变温度的差异)更相称的转变。
然而,在氧化锆中,这种“晶格工程”因额外的物理限制而变得复杂:其次需要管理较大的相变体积变化,并实现足够高的相变温度,以避免动力学障碍。
美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)Edward L. Pang,Gregory B. Olson,Christopher A. Schuh,在Nature上发文的,提出了一种将晶格工程方法扩展到马氏体设计的方法,以解决这些额外的限制,结合现代计算热力学和数据科学工具,以跨越尚无数据的复杂多组分空间。
研究结果,获得了一种新的氧化锆组合物,其具有15K记录低滞后,与典型值相比,其相变滞后小大约十倍(并且比迄今为止报道的最佳值小大约五倍)。
这一研究发现表明,氧化锆陶瓷,可以表现出与广泛使用的形状记忆合金相当的滞后值,为其用作可行的高温形状记忆材料,铺平了道路。