高熵合金中“焓”介导的微纳结构构筑及力学性能调控
编号:174
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更新:2025-04-15 09:49:41 浏览:6次
口头报告
摘要
材料的结构拓扑状态(结晶态、次晶态[1]与非晶态)与其力学性能密切相关,然而目前对金属体系实现特定拓扑结构并保持优异力学性能的预测及设计能力仍存在明显不足。此外,将金属构型设计为多层结构可借助裂纹偏转、韧带桥接及裂纹尖端钝化等机制增强载荷承受能力,这一特性已引发广泛研究与应用。但现有多层结构制备仍主要依赖逐层沉积技术,需通过控制靶材挡板或基板位移实现,亟待开发基于特殊材料设计的自组装方法来提升工艺效率并降低制造成本。为此,本研究建立了一套材料筛选准则,重点针对金属体系实现自组装多层结构的同时预测其拓扑状态,核心策略包括:(1)通过引入元素的混合焓(ΔHmix)特征驱动自发相分离;(2)协同调控体系尺寸差δ与ΔHmix参数以预测玻璃形成能力。实验选取三种晶格畸变程度不同的高熵合金(HEA)作为模型体系,通过添加不同含量高负ΔHmix的Pt元素诱导原子重排并形成混溶间隙。研究表明,Pt元素通过ΔHmix和弹性效应协同引发了调幅分解与拓扑结构转变,成功构建出包含准晶、非晶及自组织纳米多层结构的复合微纳体系。该材料设计策略为自组织多层的形成及结构拓扑状态(结晶、次晶、非晶)的精准调控提供了理论框架,有助于建立金属材料自组织行为与目标拓扑结构之间的设计图谱。
稿件作者
何星嘉
吉林大学
张侃
吉林大学材料科学与工程学院材料物理与化学系
文懋
吉林大学
郑伟涛
吉林大学
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