美国陆军研究实验室(ARL)与利哈伊大学联合团队近日在《科学》杂志发表研究成果，宣布开发出一种具有突破性热稳定性和机械强度的Cu-Ta-Li(铜钽锂)纳米结构铜合金。该材料通过将铜的导电性与镍基合金的强度结合，被视为航空航天、国防及工业领域新一代高温材料的候选方案。研究团队指出，Cu-Ta-Li合金在极端温度下仍能保持结构稳定性，为高超音速飞行器、高性能涡轮发动机等技术的热管理提供了新可能。

研究核心在于Cu3Li沉淀物的形成及其稳定性机制。利哈伊大学材料科学与工程荣誉教授马丁·哈默解释称，团队通过引入富含钽(Ta)的原子双层复合物，成功抑制了高温下晶粒生长问题，使纳米晶体结构得以长期维持。实验数据显示，该合金在800°C环境下持续退火超过10,000小时后，仍能保持原有形状与性能，甚至在接近熔点时仍具备抗变形能力。这一特性显著优于传统镍基高温合金(虽强度高但导热性差)和钨基合金(耐热但密度高且加工困难)，为热交换器、推进系统等场景提供了兼具导热与强度的平衡方案。

为验证材料性能，研究团队采用粉末冶金与高能低温研磨技术制备样品，并通过显微镜观测、抗蠕变实验及密度泛函理论(DFT)建模等多维度测试。结果显示，Cu-Ta-Li合金在长期热暴露与机械应力下表现优异，其稳定性已通过美国专利(US 11,975,385 B2)认证。研究人员强调，该材料虽不能完全替代现有超高温合金，但可作为补充方案应用于下一代工程设计中。

目前，团队正计划进一步测量其热导率，并与镍基替代品进行直接对比。马丁·哈默表示，此项研究体现了基础科学对材料技术发展的推动作用，尤其在国防安全与工业创新领域具有战略意义。未来，研究团队将基于类似设计策略探索其他高温合金体系，以拓展材料应用边界。

更多信息： BC Hornbuckle 等，《一种具有络合稳定沉淀物的高温纳米结构 Cu-Ta-Li 合金》，《科学》(2025 年)。期刊信息： Science