就像跷跷板的一边升起来，另一边就会落下来一样，在金属材料领域，“强度”和“伸长率”通常是相互冲突的。然而，浦项科技大学和西北大学的合作团队最近推出了一项突破性的技术，可以同时提高这两种性能。
一个研究团队由来自钢铁与生态材料技术研究生院和材料科学与工程系的 Hyoung Seop Kim 教授、来自钢铁与生态材料技术研究生院的 Yoon–Uk Heo 教授和来自 POSTECH 材料科学与工程系的博士生 Hyojin Park 组成，他们与西北大学材料科学与工程系的 Farahnaz Haftlang 博士合作。他们共同解决了金属研究中一个长期存在的问题——强度和伸长率之间的权衡。他们的突破是设计一种既具有高强度又具有高伸长率的合金。这项开创性的研究已在国际期刊《自然通讯》的在线版上发表。
屈服强度是金属等材料开始变形时的最小应力。为了提高材料的耐久性和结构安全性，必须提高其屈服强度，通常通过使用“沉淀物”(嵌入金属中的微小颗粒)来增强其微观结构。然而，在此过程中，沉淀物的结构通常与基体金属不同，导致强度增加时伸长率降低。这种“强度”和“伸长率”之间的权衡传统上使得同时改善这两种性能变得具有挑战性。
浦项科技大学 Hyoung Seop Kim 教授的团队提出了一种新方法来解决这一问题，称为“调幅分解”。该过程涉及将固体溶液自发分离为两个不同的相，从而形成具有规则排列的原子的纳米级结构。
在本研究中，将铜 (Cu) 和铝 (Al) 添加到铁基中熵合金中，以触发纳米级周期性旋节线分解。该过程导致旋节线硬化，这种现象增强了对结构变形的抵抗力。因此，由此产生的微观结构提高了材料的强度。由此产生的微观结构具有均匀排列的特征，可有效地将应变分布在整个材料中。这种分布有助于最大限度地减少局部变形，从而提高整体强度，同时保持伸长率。
实验表明，采用该团队的方法生产的合金与传统合金相比具有出色的结构完整性，屈服强度达到 1.1 GPa(吉帕斯卡)。这比没有亚稳态分解的合金提高了 187%。值得注意的是，即使屈服强度增加，合金的伸长率(28.5%)仍与以前几乎相同。这一进步可以同时提高强度和伸长率。
浦项科技大学 Hyoung Seop Kim 教授表示：“我们探索了成分复杂的合金中旋节线结构的机械性能。”他补充道：“我们的高强度、高伸长率合金技术有可能使航空航天、汽车、能源和电子等各个行业的产品变得更轻、更耐用，从而增强其性能。”
该研究得到了韩国科学技术信息通信部纳米材料技术开发计划和韩国国家研究基金会以及 SRC/ERC 的支持。
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