随着航空航天以及轨道交通等规模的中南质高阻尼质料质料快捷睁开，对于具备精采力学以及阻尼功能的大学轻量化质料有急切需要。运用妄想功能一体化质料制成机械部件，经建双聚合集开可实现减重减振，由构有利于后退配置装备部署的尺度穿收迅速性以及精度。此外，高熵有些配置装备部署处于温度以及频率多变的合金使命情景，这要求质料在具备高减振下场的物互同时，兼具较宽温度以及频率规模内的拓轻适用性。可是强高，发生高阻尼能耐的复合外部妄想特色（可挪移缺陷）与发生精采力学功能（不可挪移缺陷）的机制成颠倒关连。因此在传统的中南质高阻尼质料质料阻尼质料妄想理念中，高阻尼以及高强度艰深为互斥的大学。

克日，经建双聚合集开中南大学质料迷信与工程学院李周教授以及龚深教授等人提出了一种双尺度互穿收集想象合计，由构开拓出双尺度CrMnFeCoNi/聚合物互穿相复合质料（IPCs）。在宏不雅尺度下，以具备热弹性马氏体相变以及连通孔隙的Cr₂₀Mn₂₀Fe₂₀Co₃₅Ni₅（at.%）高熵形态影像合金（HESMA）泡沫为骨架，将负载CrMnFeCoNi纳米合金的碳纳米管（CrMnFeCoNi@CNTs）与聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物收集（PU/EP IPN）组成的复合体渗透到连通孔隙中，组成HESMA泡沫/聚合物互穿收集妄想。该妄想既能实用减轻阻尼合金的份量，又能抵偿聚合物强度低以及尺寸晃动性差的缺陷，还在互穿相之间组成为了高密度的界面。此外，HESMA以及聚合物的妄想残缺性以及不断性应承它们发挥各自的阻尼机制，经由叠加多重阻尼实现宽频域以及宽温域内的高阻尼能耐。在宏不雅尺度下，组成高熵纳米合金/CNT/聚合物互穿收集妄想能大幅削减聚合物内界面，后退其刚度以及强度，拓宽其阻尼温域，还能在聚合物中组成连通的导热收集后退热能耗散能耐。

这项钻研不光对于减振降噪利用具备排汇力，而且提供了一个新的妄想理念以及制作措施，可能运用于其余质料系统之后退功能。相关使命以“Constructing dual-scale high-entropy alloy/polymer interpenetrating networks to develop a lightweight composite with high strength and excellent damping capacity”为题宣告在国内驰名期刊《Chemical Engineering Journal》上。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151222

图1双尺度CrMnFeCoNi/聚合物IPC的分解历程

图2 1-6#样品的（a）室温缩短应力-应变曲线，（b）能量罗致能耐以及功能，（c）室温下以及0.1~200 Hz频域内的储能模量以及斲丧因子，（d）200 Hz下加热历程中20至150℃的储能模量以及斲丧因子以及（e）综合功能数据；比力本使掷中双尺度CrMnFeCoNi/聚合物IPCs与其余文献报道多孔质料以及IPCs的（f）斲丧因子以及比强度，以及（g）阻尼温度窗口

图3 CrMnFeCoNi泡沫的（a）DSC曲线，（b）SEM图像，（c）EDS元素图，（d）X射线显微图像，（e）重构的三维显微图像，（f）重构的三维孔隙妄想，（g）孔隙收集的球棍模子模拟服从，（h）孔径扩散图，（i）喉道衔接数扩散图，（j）喉道直径扩散图以及（k）喉道长度扩散图

图4 退火态CrMnFeCoNi泡沫的（a）室温XRD谱，EBSD（b）晶界图，（c）IPF图，（d）相扩散图，（e）远离孔隙以及（f-h）孔隙边缘的TEM图像（g中插图为概况地域的SAED花着），（i）I地域的HRTEM图像（插图为FFT图案），J地域的（j）HRTEM图像以及（k）FFT图案

图5 （a）CNTs以及CrMnFeCoNi@CNTs的室温XRD谱；（b）CNTs的TEM图像；CrMnFeCoNi@CNTs的（c，d）TEM图像，（e-g）HRTEM图像，（h）FFT图案以及（i）HAADF图像以及EDS元素图

图6 宏不雅尺度CrMnFeCoNi@CNT/聚合物互穿收集的（a）TEM图像，（b-d）HRTEM图像，（e）SAED花着以及（f）HAADF图像以及EDS元素图

图7 （a）双尺度CrMnFeCoNi/聚合物IPCs中多尺度下多重阻尼机制展现图；（b）建模展现图；（c）应力合成图；（d）1-6#样品的斲丧因子的试验值以及模拟值（插图为界面总面积）；（e）1-6#样品中各相的应变能斲丧占比；双尺度CrMnFeCoNi/聚合物IPC-2中（f）宏不雅尺度CrMnFeCoNi/聚合物互穿收集以及（g）宏不雅尺度CrMnFeCoNi@CNT/聚合物互穿收集在20~150℃温域内多重阻尼机制的分解服从

综上所述，该钻研报道了具备高强度以及优异阻尼能耐的双尺度CrMnFeCoNi/聚合物IPCs。其中，双尺度CrMnFeCoNi/聚合物IPC-2的抗压强度以及能量罗致能耐分说为37.2 MPa以及22.5 MJ·m^-3（ε=65%），密度仅为2.528 g·cm^-3。在20~150℃的宽温域内，其斲丧因子大于0.132，峰值可达0.206。比照于CrMnFeCoNi泡沫，其抗压强度，能量罗致能耐以及内讧峰值分说后退了85%，65%以及156%，其优异的力学以及阻尼功能被以为是双尺度互穿收集妄想妄想的服从。首先，各相之间三维互连以及交织的重大拓扑妄想有利于实现复合质料外部的应力转移，削减变形调以及性以及强化效应，提升复合质料强度以及能量罗致能耐。其次，双尺度互穿收集妄想引入的高密度界面可能实用削减界面阻尼。三相宏不雅力学模子合计服从表明，多尺度本征阻尼（CrMnFeCoNi泡沫，聚合物以及CrMnFeCoNi@CNTs）与多尺度界面阻尼（CrMnFeCoNi泡沫/聚合物以及CrMnFeCoNi@CNTs/聚合物）的耦合给予了复合质料高基态阻尼。此外，引入CrMnFeCoNi@CNTs拓宽了聚合物的玻璃化转变峰。CrMnFeCoNi泡沫的ε→γ逆马氏体相变峰以及聚合物复合基体的玻璃化转变峰的叠加，使复合质料在宽温域具备高阻尼能耐。这种低密度、高强度以及优异阻尼能耐的组合功能，使该复合质料成为抗侵略以及减振减重运用的候选者。