近日，我校新金属材料国家重点实验室、北京材料基因工程高精尖创新中心王沿东教授团队成功制备出宽温域下具有零滞后超高弹性应变的NiCoFeGa单晶纤维，纤维直径为30~500μm，长度可达1米以上。该合金纤维在室温下具有高达15.2%零滞后弹性形变，最高超弹应力达1.5GPa，在123~423K温域内其超弹性能基本不随温度变化。除此之外，该材料兼具高应变下的优良循环稳定性和大的弹性存能，在航空航天和智能制造的先进工业领域有着广阔的应用前景。2020年3月16日国际著名学术期刊《自然·材料》以“Unprecedentednon-hystereticsuperelasticityof[001]-orientedNiCoFeGasinglecrystals”为题予以在线报道。
王沿东教授研究团队与美国阿贡国家实验室和橡树岭国家实验室任洋博士等海外学者长期合作，通过利用高能X射线衍射、中子散射和高分辨扫描透射电镜等先进材料表征方法，揭示了这种宽温域零滞后超高弹性行为的物理机制。研究发现，这种新奇的零滞后弹性形变的起源不同于传统应力、应变诱发的马氏体相变晶格突变机制（从奥氏体到马氏体），其宏观弹性形变来自于应力作用下的晶格连续畸变，其产生的物理机制源于一种新型的“原子尺度的有序无序纠缠结构态”导致的一级马氏体相变被抑制，从而演化为微观连续相变（属于二级或高级相变），因此，这种新型无滞后超高弹性是“超临界弹性”。
“超临界弹性”现象的发现不仅拓宽了弹性应变工程研究领域，同时为超高弹性功能材料开辟了新的研究及应用方向。通过晶体材料中原子尺度有序与无序纠缠结构态的控制，可望获得其它的奇异物理性能，并为固体物理中与超临界现象和相变行相关领域的未解之迷，提供了一种创新的研究思路与方法。
该论文责任作者为新金属材料国家重点实验室、北京材料基因工程高精尖创新中心王沿东教授，第一作者为博士研究生陈海洋，任洋博士为共同责任作者。北京理工大学、中科院物理研究所及瑞典皇家理工学院等国内外单位的研究人员参与了本项研究。该研究工作得到了国家自然科学基金委重点项目与国家仪器重点研发装置项目的资助。
