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【新材料大會精彩回顧】2021有色金屬新材料大會——高熵合金與非晶合金分會

發布時間:2021-08-12收藏本文關閉本文

  2021有色金屬新材料大會-高熵合金與非晶合金分會于2021731日下午在廣西南寧沃頓國際大酒店3樓東京廳順利舉行。來自黑龍江、北京、天津、陜西、湖南、浙江、上海、廣東等國內知名學府及科研機構的專家學者應邀參加會議,包括12位特邀專家在內的21名科研學者圍繞高熵合金與非晶合金等相關的一系列前沿科學問題開展了精彩的報告,并進行了深入的探討與交流。本次會議采用線上線下同時進行的方式,共有43人注冊現場會議,20余人線上參與。

  首先,由分會主席來自北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室的吳淵教授致分會開幕詞,對各位參會嘉賓和會務人員表達了誠摯的歡迎與感謝。隨后上海大學的鐘云波教授作了題為“Hierarchical crack buffering triples ductility in eutectic herringbone high-entropy alloys”的報告:從結構設計的角度出發,通過定向凝固技術制備出了具有魚骨狀結構的共晶高熵合金,在不犧牲強度的同時成功地調和了材料的裂紋容限和高延伸率,為開發高塑性共晶高熵合金提供了新思路。接著,來自大連理工大學的盧一平教授團隊代表作了題為一類有希望的合金:共晶高熵合金的報告:該團隊將共晶合金概念引入高熵合金的設計,提出并建立了共晶高熵合金設計理念和物理模型,從合金源頭上解決了高熵合金鑄造流動性差以及成分偏析嚴重的瓶頸難題。開創了共晶高熵合金這樣一個高熵合金的亞類分支研究領域。然后,北京理工大學的熊志平副教授以及太原理工大學的晉璽講師就共晶高熵合金的成分設計和強塑性調控作了題為“Co-Cr-Fe-Ni-Hf系共晶高熵合金成分設計和形貌調控共晶高熵合金的偽二元設計方法的報告。

                                                                                   

  來自哈爾濱工程大學的張中武教授作了題為納米相強化高熵合金的報告:重點介紹了幾種納米相強化高熵合金及強化機制,并對納米相強化高熵的設計策略及發展方向進行討論,為設計和制備具有優異綜合性能的高熵合金提供思路。接著,太原理工大學的喬珺威教授作了題為高性能低成本Fe-Mn-Ni-Cr高熵合金體系的開發的報告:為了開發高性能低成本高熵合金體系,設計出了Fe-Mn-Ni-Cr系高熵合金,以單相面心立方結構為主,協同固溶強化、細晶強化和析出強化等多種強化機制,實現跨溫域的優異力學性能。合金在低溫77K下實現強塑性同時提升。合金表現越低溫越強韌,越高速越強韌的獨特性能,具有低溫應用潛能,為高熵合金發展延伸新的方向。隨后,國防科技大學的唐宇副教授作了題為難熔高熵合金的強韌化研究的報告:從難熔高熵合金的結構和性能特性入手,分析難熔高熵合金的潛在應用,通過加入微量摻雜元素和進行熱處理,調控合金晶粒尺寸和晶格畸變、引入共格/半共格析出相,實現了難熔高熵合金強度和塑韌性的同時提升。此外,來自華南理工大學的付志強教授、上??萍即髮W的馮繼成研究員以及南方科技大學的逯文君副研究員等就高熵合金領域相關的合金材料制備、性能調控和結構表征作了報告。

                                                                                        

  81日上午,首先由來自中南大學的李志明教授作了題為新型多組分高熵合金強韌化新機制的報告:圍繞高熵合金強韌化,介紹了研究團隊近期在高熵合金強韌化方面開拓的一些新思路,包括超高強韌晶體-非晶復合高熵合金和多重間隙高熵合金的開發,以及在新型高熵合金中引入納米雙析機制的思路等。接著,西安交通大學的李蘇植教授作了題為“BCC高熵合金中速率控制的位錯運動機制的報告:利用原子模擬技術,針對體心立方結構高熵合金體系,揭示出刃型和螺型位錯不同于傳統BCC金屬的特殊動力學行為:BCC高熵合金中刃型和螺型位錯的運動由特殊的激活行為主導,且兩種位錯運動需要克服相近的局部勢壘,表現出相似的動力學特征,這與傳統BCC金屬存在顯著差異。隨后,華中科技大學的劉鑫旺教授作了題為多主元合金CET轉變和晶粒細化的溶質設計與作用的報告:著眼于多主元合金柱狀晶-等軸晶轉變和晶粒細化,包括主元、合金化元素和溶質間交互作用。以CrCoNi合金為研究對象?;谌苜|作用機理,篩選了多種合金化元素并驗證了其細晶效果,進一步研究了溶質交互作用細化晶粒的作用,發現溶質間交互作用可抑制擴散并促進成分過冷,從而細化晶粒。此外,來自浙江大學的尹冰輪研究員和江西省科學院應用物理研究所的胡強教授分別作了題為高熵合金屈服強度的理論預測及短程有序強化“Mo對難熔高熵合金高溫強度的作用:統計分析、理論解釋、實驗驗證的報告。

                                                                                          

  來自北京科技大學的吳淵教授作了題為基于局域密排結構的非晶合金強韌化的報告:針對非晶合金的韌塑性,通過非金屬元素摻雜,借助非金屬元素較小的原子尺寸及其與合金成分大的負混合熱來提高合金的力學性能。在Ti、ZrCu基非晶合金體系中引入氧、氮、碳和硼等原子促生這些非金屬原子周圍形成密集排列基元,由此產生的結構不均勻性導致強度提高,并使這些溶質的原子鄰域在臨界應力增加時更容易發生塑性變形,這些區域的存在有效地緩解了應力集中,使塑性流動均勻化。相關研究促進了對非晶態固體結構-性質關系的原子尺度起源的理解,同時在不犧牲強度的情況下,為實現非晶合金的韌塑化提供了一種新的策略。隨后,天津大學的王祖敏教授作了題為鋯基非晶合金的氧化過程與氧化機理的報告:針對鋯基非晶合金的氧化規律、服役性能優化等問題,以Zr-Cu、Zr-AlZr-Cu-Al非晶合金為模型合金體系,研究了組元氧親和力懸殊的、相似的和復雜多元的非晶合金的氧化行為,總結出鋯基非晶合金的氧化規律,揭示了無序結構和不同類型組元對非晶合金氧化過程的內在作用機制,對非晶合金表面工程和強耐腐蝕非晶合金研發具有一定的指導作用。接著,西安交通大學的丁俊教授作了題為非晶態材料的拉壓不對稱性的報告:針對非晶態材料的拉壓屈服強度的不對稱性等問題,利用分子動力學模擬,結合納米尺度力學實驗,對不同的非晶態材料的拉壓屈服強度的不對稱性進行深入的研究,揭示不同成鍵類型對拉壓不對稱的影響,構建通用、統一的理論,為澄清非晶態材料的復雜力學行為提供指導。最后,來自北京科技大學的劉斌斌助理研究員作了題為金屬玻璃亞穩狀態演變過程的電阻變化行為的報告:研究了金屬玻璃結構弛豫到晶化過程中的電阻變化行為,并建立了電阻與金屬玻璃亞穩狀態演變的關聯性,并利用金屬玻璃負的電阻溫度系數,通過選擇性氧化實現相分離,獲得了近恒電阻的金屬玻璃復合材料。

                                                                                               

  本次分會持續了將近8個小時,各位與會專家學者在線上和線下進行了積極交流和深入探討,圍繞高熵合金與非晶合金的設計與制備、強韌化以及工程應用等面臨的重大科學問題開展相關研究工作。一方面從高熵合金與非晶合金的關鍵結構特征出發,研究合金的變形、相變和韌塑化機理,建立合金結構-性能關聯;另一方面針對制備工藝研究開發,根據高熵合金與非晶合金的性能特性,設計合金的制備及熱處理工藝。同時,根據需求導向,將合金的性能特性與實際應用相結合,加快推進高熵合金與非晶合金實質化的大規模工程應用嘗試。針對高性能高熵合金與非晶合金材料的核心技術,發揮高校、科研院所主力軍作用,緊密結合其生產應用的各個關鍵環節,提高自主創新能力,為高熵合金與非晶合金材料的開發利用奠定充分的理論基礎,同時為我國高端裝備制造、高新技術產業如核能、高載能武器裝備、超高溫結構部件、極低溫服役裝置等重要工業領域提供關鍵瓶頸材料的選擇和支撐。此次會議不僅拓寬了各位學者的學術視野,也突出了高熵合金和非晶合金等無序合金在未來工程領域的潛在價值,同時也為眾多科研工作者提供了一個充分交流的平臺。

  

(資料來源:中國有色金屬學會)

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