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载荷作用下单晶镍基合金的高温力学行为及相关理论
载荷作用 单晶镍基合金 高温力学行为
2023/8/19
单晶镍基合金是制备先进航空发动机热端叶片部件的先进、且重要结构材料，其发展状况是衡量国家科技水平的重要标志。该项目在题目为“单晶镍基合金r’相筏形化速率及取向对持久性能的影响”国家自然科学基金(项目编号50171045)的资助下，设计并制备出一种无铼单晶镍基合金，在1040℃/137MPa条件下的持久寿命达到1280小时，与国际第二代单晶镍基合金(含3%铼)的持久寿命相当，但成本降低四分之三(铼十...
金属材料强韧化的多尺度结构设计与制备
金属材料 结构设计 非晶合金材料
2023/8/19
2009-2012年该项目选择三种典型结构组织的金属材料体系，即片层组织、梯度组织和混合组织结构金属材料作为研究对象，针对该项目提出的主要科学问题：通过多尺度多层次结构设计，在金属材料中实现强度与韧性同时提高，突破金属材料强度与韧性不可兼顾的瓶颈。
多尺度结构金属材料强韧化机制与断裂规律
多尺度 结构金属材料 强韧化机制 断裂规律
2023/8/19
该课题针对多尺度结构金属材料的强韧化与断裂规律有关的基本科学问题，主要选择了超细晶与纳米晶材料、金属多层膜、高强钢、非晶合金及其复合材料为研究对象，开展了拉伸、压缩、撕裂与疲劳实验，揭示上述材料的宏、微观变形与断裂机制。主要在以下几个方面取得了一些新的进展：1)通过对各种典型面心立方金属在塑性变形与疲劳过程中的不同行为，提出了以层错能为材料基本参数，进而揭示层错能对各种面心立方金属塑性变形与强韧化...
新型过渡金属间化合物的磁输运特性、机理和结构嬗变
过渡金属间 化合物 磁输运特性 结构嬗变
2023/8/19
探索相变相关的磁电阻、磁卡和磁弹性效应的过渡金属间化合物及合金材料。研究了Ni-Mn-X铁磁形状记忆合金的马氏体相变、磁卡和磁输运特性。在高Mn含量的Ni-Mn-X、NiMnAl、Co-Mn-Si-Ge，Co-Ni-Mn-Ge、Co-Ni-Mn-Si、Co-Mn-Ge以及高压合成的Ni-Mn-Co-Sn等合金中，通过调节成份调整马氏体相变及相变温度、磁电阻(或磁熵变、磁弹)效应的大小。在变磁性相变...
多尺度结构金属材料设计、制备与性能
多尺度结构 金属材料 设计
2023/8/19
针对高强度金属材料塑性变形能力差的核心问题，在项目执行期内，课题严格按照预定计划,围绕三种典型结构组织的金属材料体系，即片层组织、梯度组织和混合组织结构金属材料作为主要研究对象，发展了多种制备多尺度结构金属材料的制备工艺及技术,如电解沉积技术、表面机械碾磨(SMGT)技术、动态塑性变形技术(DPD)、搅拌摩擦加工(FSP)技术等。制备了包括简单体系纯金属“模型”材料和常用工程材料在内的多种纳米结构...
中国科学院金属研究所专利：片层界面择优定向的γ-TiAl合金细小全片层组织制备方法
金属玻璃的室温弛豫机制（图）
金属玻璃 室温 弛豫机制
2023/2/10
作为一种处于非平衡态的新型非晶材料，金属玻璃会经历结构弛豫向能量更低的平衡态演化，严重影响着金属玻璃的稳定性及其工程应用。然而，金属玻璃在室温下的弛豫机制仍不清楚。一方面，金属玻璃的弛豫行为非常复杂；另一方面，金属玻璃在室温下的弛豫非常缓慢，传统的实验手段或模拟方法很难有效的测量或表征。
合金熔体的均匀化可以提高非晶合金的热稳定性（图）
合金熔体 均匀化 非晶合金 热稳定性
2023/2/10
稳定的材料性能是一种材料能否成功商业化的标志之一。美国化学家Frank Spedding曾经说过，“太多的物理学家在非常不精确的材料上做了非常精确的测试”。非晶合金，作为一种形成于合金熔体急速冷却过程中的亚稳态材料，在材料性能的稳定性上存在诸多问题。例如，受化学纯度、熔化温度、保温时间、冷却速度、真空条件等材料制备因素的影响，不同人员或不同批次制备出的非晶合金样品在物理性能上存在诸多差异。如何将 ...
金属间化合物因其原子高度有序的排布，理论上讲，在不同表面会表现出特异的活性金属原子排布结构，被广泛的应用到重要的催化反应中。反应金属-载体相互作用（Reactive metal-support interaction, RMSI）被认为是一种有效调节策略来实现原子尺度调节活性金属表面几何构型，可以对催化反应的精准控制而获得优异的催化性能。然而，在真实的反应条件下和结构表征时催化材料所处的化学环境存...
金属材料在高温下长期承受低于屈服强度的应力作用时会发生永久形变，通常称为蠕变。蠕变会导致高温金属构件的变形失效，是高温合金的一项重要性能指标。通过合金化和减少晶界（制备单晶）可提升高温合金抗蠕变性能，但这带来合金制备工艺复杂、成本居高不下等一系列问题。进一步提升高温合金的抗蠕变性能面临巨大挑战。
从玻璃到液体：非晶合金热膨胀系数的1.7倍变化（图）
非晶合金 热膨胀系数 块体非晶合金材料
2022/10/31
块体非晶合金材料因其优异的力学性能受到人们的广泛关注，但什么合金成分能够形成块体非晶合金是一个困扰了人们几十年的难题。统计结果表明，在已知的块体非晶合金成分中有99%的成分含有后过渡金属(Late Transition Metal)（图1）,指的是元素周期表中的VIII族和IB族元素。然而，形成块体非晶合金需要后过渡金属的原因至今尚不清楚。
