【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】絕大多數(shù)固體材料在降溫時(shí)因鍵合增強(qiáng)而表現(xiàn)出模量硬化現(xiàn)象，僅有少數(shù)金屬材料因發(fā)生二級(jí)磁性轉(zhuǎn)變或擴(kuò)散型相變能在一定溫度范圍內(nèi)保持彈性模量幾乎不隨溫度變化(即Elinvar效應(yīng))。具有恒彈性效應(yīng)的金屬材料在高精度高穩(wěn)定性彈性元件和頻率元件等關(guān)鍵部件不能缺少，因此受到凝聚態(tài)物理和材料領(lǐng)域研究人員的高度重視。
 

　　最近，西安交大前沿院馬天宇教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西安交通大學(xué)講座教授、甬江實(shí)驗(yàn)室上席研究員任曉兵教授發(fā)現(xiàn)了一種產(chǎn)生恒彈性效應(yīng)的新機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)一種特殊的馬氏體合金(Ni-Fe-Mn-Ti)，其在相變結(jié)束溫度以下連續(xù)冷卻時(shí)彈性模量幾乎保持恒定，不同于正常馬氏體合金的低溫模量硬化現(xiàn)象。這種恒彈性馬氏體微米大疇內(nèi)同時(shí)存在兩種構(gòu)型納米小疇，在降溫過(guò)程中兩種小疇之間發(fā)生緩慢轉(zhuǎn)變，補(bǔ)償了原子鍵合增強(qiáng)所帶來(lái)的本征模量硬化效應(yīng)，從而帶來(lái)恒彈性效應(yīng)。此外，應(yīng)力也能驅(qū)動(dòng)兩種納米小疇之間的位移型相變，不僅使這種恒彈性馬氏體合金具備寬溫域超彈效應(yīng)，還賦予其良好的低溫塑性。
 

　　該工作是第一次在一級(jí)馬氏體相變體系中發(fā)現(xiàn)恒彈性效應(yīng)，突破了傳統(tǒng)金屬材料低溫硬化理論局限，為設(shè)計(jì)恒彈性合金和解決金屬材料的低溫脆性問(wèn)題提供了新機(jī)制。相關(guān)工作以“馬氏體中納米尺度位移型相變誘導(dǎo)的恒彈性效應(yīng)(Elinvar Effect by Nanoscale Displacive Phase Transformation in Martensites)”為題發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters 2026, 137, 016101)。前沿院畢業(yè)生劉疊博士和青年教師劉瑤為論文第一作者，前沿院茍峻銘助理教授和馬天宇教授為論文通訊作者。西安交通大學(xué)為論文通訊單位。
 

　　該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。
 

　　引用:【科技自立自強(qiáng)】西安交大前沿院馬天宇教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)金屬材料恒彈性效應(yīng)新機(jī)制-西安交通大學(xué) 【引用時(shí)間：2026年7月6日】