Thermally driven surface phase separation in intermetallic alloys
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Le résumé fourni par la source
Intermetallic compounds are widely recognized for their high-temperature phase stability and resistance to composition and structural changes. However, we reveal a thermally activated bulk-to-surface mass exchange mechanism that drives surface phase separation, resulting in the formation of surface precipitates with distinct composition and structure from the bulk matrix. Using the archetypal β-NiAl system, we show that asymmetries in vacancy formation energies between Ni and Al atoms induce preferential Ni segregation to the surface, forming Ni-rich γ‘-Ni3Al precipitates. By integrating in-situ electron microscopy, synchrotron X-ray absorption spectroscopy and first-principles computational modeling, we establish a direct mechanistic connection between bulk thermal defect dynamics, surface compositional evolution, and phase segregation behavior. This bulk-surface coupling mechanism can be a driver of surface phase separation in multicomponent alloys under thermal stress. These results refine the thermodynamic boundaries of intermetallic stability and provide insights into managing the performance and durability of intermetallic alloys for demanding high-temperature applications. Researchers uncover a bulk-to-surface mass exchange mechanism in β-NiAl that drives surface phase separation, forming Ni-rich γ′-Ni3Al precipitates. This reveals how thermal defect dynamics govern intermetallic stability under high-temperature conditions.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Thermally driven surface phase separation in intermetallic alloys
- Date Crossref
- 14/12/2025
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Binghamton University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Brookhaven National Laboratory Center for Functional Nanomaterials pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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State University of New York at Binghamton Department of Mechanical Engineering & Materials Science and Engineering Program pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Binghamton University, Center for Functional Nanomaterials — Brookhaven National Laboratory et Department of Mechanical Engineering & Materials Science and Engineering Program — State University of New York at Binghamton.
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