浦項科学技術大学は、ほぼ柔軟性のない新しいニッケルベースの高エントロピー合金を開発しました

浦項科学技術大学 (POSTECH) の科学者たちは、材料科学の分野で大きな進歩を遂げ、新しいニッケルベースの高エントロピー合金 (HEA) を開発しました。この合金は、-196°C の極寒から最大 600°C の高温までの温度範囲で強度と柔軟性を維持できます。

簡単に言うと、この合金はほとんど柔軟性がないため、極端な温度変化がある環境には理想的な材料です。浦項科学技術大学（POSTECH）の複数学部のキム・ヒョンソプ教授が研究を主導した。研究結果は Materials Research Letters に掲載され、航空宇宙や自動車などの業界の注目を集めました。

ほとんどの金属は、激しい温度変化にさらされると破損します。たとえば、金属物は冬には冷たく、夏には熱く感じます。このため、温度が急速または大幅に変化する場合、従来の金属の信頼性が低くなります。この問題を解決するために、浦項科学技術大学のチームは「ハイパーアダプター」の概念を導入し、これに基づいてこの新しい合金を開発しました。

高エントロピー合金 (HEA) は、ナノスケールの L12 析出物の存在により、全温度にわたって一貫した性能を発揮します。これらの粒子は合金全体に均一に分布し、変形を防ぐことで強度を高めます。同時に、合金の構造は応力に適応するため、温度に関係なく信頼性を維持できます。

通常 1 つの主元素から作られる通常の合金とは異なり、高エントロピー合金 (HEA) は 5 つ以上の元素をほぼ同量混合して作られます。このユニークな組み合わせにより、高配置エントロピーとして知られる原子の高度にランダムな配置が生じます。この構造により、HEA は耐久性、柔軟性、耐摩耗性、耐熱性などの優れた品質を実現します。これらの特性により、HEA は航空宇宙、自動車、原子力産業などの要求の厳しい分野で広く使用されています。

この新しい合金は、エンジン、排気システム、タービン、パイプなど、急激な温度変化にさらされる領域で使用できます。極端な条件下でも強度と信頼性を維持できるため、これらの重要な用途における安全性と効率が向上します。

「当社の HEA は既存の合金の限界を打ち破り、新しいクラスの温度に影響されない材料を生み出します」とキム教授は述べました。「ハイパーアダプターのコンセプトは、極限の条件下でも安定した機械的挙動を維持する次世代材料の開発における画期的な進歩を表しています。」

この発見は、過酷な環境でも確実に機能し、システムの基本性能を向上させる、より優れた材料の作成に役立つ可能性があります。