鎂合金力學強度與耐蝕性協同提升研究取得重要突破
鎂合金的密度是鋼鐵的1/4、鋁合金的2/3,是最輕的金屬結構材料,但低的絕對強度和耐蝕性極大限制了其實際工程應用。通常采用的劇烈塑性變形(SPD)方法對鎂合金強度的大幅提升較為有效,可制備出超細晶超高強鎂合金。然而,具有密排六方結構鎂合金較差的冷變形能力,需在較高溫度條件下進行SPD加工處理,極易造成晶粒長大,難以獲得超細晶組織。更為嚴重的是,傳統SPD制備的超細晶所形成非平衡晶界會顯著降低鎂合金的耐蝕性。此外,傳統SPD制備的超細晶鎂合金樣品尺寸小,難以在工程中獲得應用。早期研究表明,孿晶組織也可用于細化晶粒,提高強度,且孿晶界的能量低,不會對鎂合金耐腐蝕性能造成顯著影響。然而,鎂合金中最易啟動的拉伸孿晶界面在應力作用下易長大和合并。因此,高密度超細孿晶組織的制備是亟需解決的關鍵問題。 近日,金屬所中科院核用材料與安全評價重點實驗室許道奎研究員團隊與南京工業大學信運昌教授課題組合作在制備高強高耐蝕鎂合金材料方面取得重要進......閱讀全文
預孿晶鎂合金變形機理研究獲新進展
鎂合金作為“21世紀綠色工程材料”而廣泛應用于武器、航天航空以及交通運輸等領域。如何提高鎂合金在爆炸、沖擊等各種苛刻服役環境下的抗沖擊性能,以及分析預孿晶鎂合金在高速沖擊載荷下的變形機理具有重要研究價值。 記者7月7日從湖南科技大學獲悉,該校博士生導師劉筱團隊通過軋制變形得到孿晶類型主要為{10
鎂合金力學強度與耐蝕性協同提升研究取得重要突破
鎂合金的密度是鋼鐵的1/4、鋁合金的2/3,是最輕的金屬結構材料,但低的絕對強度和耐蝕性極大限制了其實際工程應用。通常采用的劇烈塑性變形(SPD)方法對鎂合金強度的大幅提升較為有效,可制備出超細晶超高強鎂合金。然而,具有密排六方結構鎂合金較差的冷變形能力,需在較高溫度條件下進行SPD加工處理,極
新工藝改善鎂合金力學性能
結構材料輕量化是實現我國“雙碳”目標的重要著力點。鎂合金作為目前最輕的金屬結構材料和“21世紀綠色工程材料”,在航天、軍工、交通運輸等領域具有廣闊的應用前景。然而,傳統方式成形與加工的鎂合金強韌性偏低,極大地限制了其規模化應用。因此,開發成形新工藝、加工新方法制備高強韌鎂合金對實現其規模化應用至關重
超硬納米孿晶結構塊材問世
近日,燕山大學亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室教授田永君領導的研究小組與多家科研機構合作,利用高溫高壓技術成功合成出超高硬度的納米孿晶結構立方氮化硼塊材。相關研究成果發表于最新一期的《自然》雜志。 據介紹,立方氮化硼是一種重要的超硬材料,在鐵基材料加工行業中獲得了廣泛應用。但令人遺憾的
西工大《IJP》:增材制造多尺度退火孿晶助力高強中熵合金優異塑性
增材制造技術憑借多種復雜熱物理過程和非平衡凝固的特點,產生了獨特的微觀組織和優異的力學性能。其中,亞微米尺度胞狀組織展現出優異的位錯強化效果。在此基礎上,通過后熱處理引入共格納米析出相可實現強度的有效提升。然而,上述通過控制線缺陷和體缺陷的傳統強化策略,其強度增加通常以塑性的降低為代價。共格孿晶
如何辨別孿晶衍射花樣和超點陣花樣
電子衍射花樣是倒易空間,形貌像是正空間,二者本身就是互相垂直的關系,所以形貌像中的線性花樣肯定垂直于電子衍射花樣,孿晶亦是如此。
中國科大孿晶金屬納米晶催化作用機制研究取得進展
近日,中國科學技術大學教授曾杰課題組與李震宇合作,在孿晶金屬納米晶催化作用機制研究方面取得新進展。研究人員成功制備了Au75Pd25二十面體和八面體,盡管兩種合金暴露同一種晶面,但是具備孿晶結構的Au75Pd25二十面體在環己烷氧化反應中催化活性和選擇性明顯高于單晶結構的八面體。通過深入的理論計
梯度納米孿晶強化與硬化研究獲新突破
中國科學院金屬研究所研究員盧磊課題組和美國布朗大學教授高華健研究組合作,發現增加結構梯度可實現梯度納米孿晶結構材料強度——加工硬化的協同提高,甚至可超過梯度微觀結構中最強的部分。梯度納米孿晶強化的概念結合了多尺度結構梯度,進一步提高了材料的強度極限,并為發展新一代高強度/延性金屬材料提供了新思
張廣平團隊揭示孿晶輔助納米晶粒生長機制
近日,中科院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室研究員張廣平帶領團隊,通過對納米尺度金屬薄膜疲勞加載下晶粒長大行為的原子尺度研究,揭示了“孿生輔助納米晶粒長大”的全新物理機制,相關論文在線發表于《自然—通訊》上。 盡管金屬中的晶界具有阻礙位錯運動、強化材料的重要作用,但當材料的晶粒尺寸
納米孿晶金屬與歷史無關的穩定循環響應研究取得突破
疲勞通常指反復施加循環載荷(遠小于材料的屈服應力極限)而引起的一種材料弱化過程。實際服役過程中約90%金屬構件的失效均由疲勞斷裂引起,其原因是材料在循環加載過程中微觀結構不斷變化、遭受嚴重且不可逆轉的累積損傷,從而導致材料循環硬化或軟化直至最終失效。金屬材料的非穩定循環響應及疲勞壽命強烈依賴于其
金屬所高塑性、室溫成形鎂合金板材研究取得重要進展
近期,中科院金屬研究所材料環境腐蝕研究中心韓恩厚、陳榮石研究員帶領博士生閆宏、吳迪在鎂合金相平衡熱力學原理和相圖計算基礎上,通過添加適量的稀土元素,如Y、Nd、Gd等,優化軋制工藝、中間退火和軋制后的最終退火工藝,研究了一系列Mg-Zn-RE合金軋制板材的組織、織構和各向異性。相
晶相高聚物和非晶相高聚物的相關介紹
高聚物的性能不僅與高分子的相對分子質量和分子結構從結晶狀態來看,線型結構的高聚物有晶相的和非晶相的。晶相高聚物由于其內部分子排列很有規律,分子間的作用力較大,故其耐熱性和機械強度都比非晶相的高,熔限較窄。非晶相高聚物沒有一定的熔點,耐熱性能和機械強度都比晶相的低,由于高分子的分子鏈很長,要使分子
極硬材料合成再獲突破-納米孿晶金剛石硬度穩定超前
燕山大學教授田永君團隊與吉林大學教授馬琰銘和美國芝加哥大學教授王雁賓合作,繼2013年合成出極硬納米孿晶立方氮化硼之后再次取得突破,在高溫高壓下成功地合成出硬度兩倍于天然金剛石的納米孿晶結構金剛石塊材。6月12日,研究成果在《自然》上發表。 天然金剛石一直被公認為自然界中最硬的材料。1955年
Nature-Commun.:-揭示納米孿晶變形機制轉變的臨界尺度規律
多尺度納米孿晶的獨特性 多尺度納米孿晶結構與傳統粗晶和納米晶金屬的變形行為截然不同,表現出異乎尋常的獨特性能,如更高的強度/延展性、更好的耐疲勞等特性。因此,不同尺度納米孿晶的變形機制引起材料科學家的廣泛關注。目前沒有直接的證據說明,當孿晶片層厚度減小到幾納米時,現有的位錯滑移增強增韌機理是否
304不銹鋼盤管破壞分析
304不銹鋼盤管破壞分析304 不銹鋼盤管的微觀組織照片見圖6。從圖中可以看出,304 不銹鋼盤管材料微觀組織基本由單相奧氏體晶粒以及極少量碳化物組成,晶粒度比較粗大(約3 級),碳化物分布均勻,沒有發生晶間碳化物大量析出現象,可以排除晶間敏化的可能性。晶內有大量孿晶和滑移線出現,由于孿晶是奧氏體的
TEM分析中電子衍射花樣的標定原理:-孿晶電子衍射花樣
二次衍射在電子束穿行晶體的過程中,會產生較強的衍射束,它又可以作為入射束,在晶體中產生再次衍射,稱為二次衍射。二次衍射形成的新的附加斑點稱作二次衍射斑。二次衍射很強時,還可以再行衍射,產生多次衍射。產生二次衍射的條件:1、晶體足夠厚;2、衍射束要有足夠的強度。二次衍射花樣形成的示意圖
TEM分析中電子衍射花樣的標定原理:-孿晶電子衍射花樣
孿晶電子衍射花樣所謂孿晶,通常指按一定取向關系并排生長在一起的同一物質的兩個晶粒。從晶體學上講,可以把孿晶晶體的一部分看成另一部分以某一低指數晶面為對稱面的鏡像;或以某一低指數晶向為旋轉軸旋轉一定的角度。孿晶的分類:1、按晶體學特點:反映孿晶和旋轉孿晶;2、按形成方式:生長孿晶和形變孿晶;3、按孿晶
我國學者在準晶異質形核析出機理研究取得進展
準晶的發現沖擊了凝聚態物質關于晶體平移周期性的概念。準晶一經發現,就因其特殊的結構和性能激發起材料和凝聚態物理等多個領域的研究熱潮。郭可信先生在金屬研究所領導的研究隊伍在準晶研究上取得了一批有影響力的科學成果。以色列科學家Shechtman因發現準晶被授予2011年的諾貝爾化學獎。但準晶的形核與
液晶、晶相和液相的定義
液晶------處于液晶態的一種物質;晶相------長程周期性位置/平移有序相;液相------沒有長程周期或取向有序的相;
我國在納米孿晶Cu與低疲勞累積損傷研究領域取得新進展
在國家自然科學基金項目(項目編號:50725103,50890171,U1608257,51420105001,51471172)等資助下,中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室盧磊研究員課題組和美國布朗大學高華健教授課題組合作研究,發現具有晶體學對稱結構的納米孿晶金屬的循環響應穩定
液相,晶相及液晶相的概念區分
晶相------長程周期性位置/平移有序相;液相------沒有長程周期或取向有序的相;液晶相(中間相)------沒有長程位置有序,但有長程取向有序的相;
中國團隊研制出最強鎂合金材料-登上nature封面
中國科學家研制的一種高強度鎂合金材料接近了理論上鎂基合金的強度極限。 在剛剛出版的《自然》雜志中,香港城市大學副校長呂堅、浙江大學朱林利副教授等中國科學家聯合發表的論文《采用雙相納米結構制成高強度鎂合金材料》(Dual-phase nanostructuring as a route to h
不規則晶體也能完美融合?科學家揭示五重孿晶融合生長機制
成核和生長是結晶的兩個重要階段,對晶體的晶相、尺寸、形貌、性能等起著關鍵的控制作用。中國科學院新疆理化技術研究所研究員李俊杰團隊聯合美國勞倫斯國家實驗室、歐洲伊比利亞國際納米實驗室利用球差矯正的透射電子顯微術及分子動力學模擬,揭示了缺陷密度及接觸方式影響的晶體融合生長機制。近日,相關研究成果發表
電子背散射衍射的晶體分析
晶界、亞晶及孿晶性質的分析在得到EBSD整個掃描區域相鄰兩點之間的取向差信息后,可進行研究的界面有晶界、亞晶、相界、孿晶界、特殊界面(重合位置點陣CSL等)。相鑒定及相比計算就目前來說,相鑒定是指根據固體的晶體結構來對其物理上的區別進行分類。EBSD發展成為進行相鑒定的工具,其應用還不如取向關系測量
晶體融合生長機制研究獲進展
成核和生長是結晶的兩個重要階段,對晶體晶相、尺寸、形貌、性能等起關鍵控制作用。然而,經典理論難以解釋晶體生長過程中觀察到的諸多現象,如二次成核中存在的非晶過渡態、組分分離現象等。近期,中國科學院新疆理化技術研究所研究員李俊杰團隊聯合美國勞倫斯國家實驗室、歐洲伊比利亞國際納米實驗室等的科研人員,利用球
中外科學家合成新材料-比金剛石硬兩倍
?天然金剛石在2700多年前被發現以來,一直被公認為自然界中的最硬材料。但是,中國科學家成功合成出了硬度兩倍于天然金剛石新材料。 中國材料科學家燕山大學田永君教授領導的研究團隊與吉林大學馬琰銘教授和美國芝加哥大學王雁賓教授合作,在高溫高壓下成功合成出硬度兩倍于天然金剛石的納米孿晶結構金剛石
共晶相就是液相這個說法對嗎?
以前一直以為共晶相是固相,今天看文章發現里面把共晶相算在液相里面?共晶相?不是固相嗎?液體里面同時析出兩種固相,叫做共晶。材科里面是這么講的?就是這篇文章個人認為,升溫時共晶相應該算在液相里面;降溫時共晶相應該算在固相里面。個人看法僅供參考:共晶的意思是:首先必須是晶體,然后才有可能是共晶!共晶就是
粗晶,準晶,液晶,非晶,納米晶的結構,特點
晶粒是另外一個概念,搞材料的人對這個最熟了。首先提出這個概念的是凝固理論。從液態轉變為固態的過程首先要成核,然后生長,這個過程叫晶粒的成核長大。晶粒內分子、原子都是有規則地排列的,所以一個晶粒就是單晶。多個晶粒,每個晶粒的大小和形狀不同,而且取向也是凌亂的,沒有明顯的外形,也不表現各向異性,是多晶。
晶粒尺寸及形狀的分析EBSD
晶粒尺寸及形狀的分析傳統的晶粒尺寸測量依賴于顯微組織圖象中晶界的觀察。自從EBSD出現以來,并非所有晶界都能被常規浸蝕方法顯現這一事實已變得很清楚,特別是那些被稱為“特殊”的晶界,如孿晶和小角晶界。因為其復雜性,嚴重孿晶顯微組織的晶粒尺寸測量就變得十分困難。由于晶粒主要被定義為均勻結晶學取向的單元,
新研究提高鈦合金抗氧脆能力
西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室孫軍院士和張金鈺教授團隊提出了一種違反直覺的設計策略,利用間隙原子-位錯交互作用顯著扭曲熱機械加工預先引入刃位錯的平面應力場,使其轉變為非平面應力場,這促使多個馬氏體變體沿富O的刃位錯線同時形核,從而構筑出間隙O強化的納米孿晶α'馬氏體新型微觀結構,進而