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《纳米晶cocrnni高熵合金塑性流动活化能:高温纳米压痕研究》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-07-31

  • Nanoindentation实验温度(T)的298年和573年?K进行确定活化能(Q)塑性流动的纳米晶体CoCrFeMnNi熵合金、合成使用高压扭转。显著增加从0.5 ~ ~ 0.5 Q?eV观察T从473增加到523时?K,对应~ 0.3 ~ 0.3 Tm(Tm:熔化温度),分别。详细分析表明，这种转变与晶界扩散机制在增强塑性方面的附加激活有关。

    ——文章发布于2018年11月

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  • 《金属所：兼具高强度与高塑性的新型多级纳米结构镁合金研究取得新进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2020-08-21
    • 镁合金由于具有比强度高和低密度等特点，在航空航天，汽车工业、医药化工等领域应用广泛。然而由于其固有的密排六方结构，致使其延展性较差，获得兼具高强度与高塑性的镁合金也成为当前研究的一个重要方向。前期研究结果表明，通过表面机械研磨处理（SMAT），在镁合金表面引入梯度纳米结构，能够显著改善镁合金的显微硬度和耐磨性能，但会导致其塑性的显著降低。 金属所沈阳材料科学国家研究中心大湾区研究部吕坚院士及其合作者，在先前发现非晶包裹纳米晶的超纳双相镁合金可实现近理论强度（Nature 545, 80-83 (2017)）的基础上，以AZ31合金为研究对象，首先使用SMAT在镁合金表面得到梯度纳米晶，再通过磁控溅射在合金表面沉积Mg基双相金属玻璃薄膜（Mg-Zn-Ca），创新性的将纳米双相金属玻璃与梯度纳米晶结构结合在一起，设计出全新多级结构镁合金。研究结果表明，该合金屈服强度较原合金提升31%，达到230MPa，与SMAT镁合金强度相当；同时该合金的延伸率较SMAT镁合金提升3倍，达到20%，恢复至未SMAT（粗晶）水平，从而实现了高强度与高塑性的有效结合。进一步研究发现，多级纳米结构镁合金的优异力学性能包括三种变形机制，包括：双相金属玻璃发生多重剪切带与纳米晶化，金属玻璃阻挡纳米晶层的裂纹延伸，以及SMAT纳米晶层的晶粒长大。类似的新型纳米结构可以得到高强度高塑性铜。这一合金结构设计理念有望在其他合金体系，特别是密排六方结构合金中，实现高强度与高延伸性的结合，并指导未来新材料设计。 相关成果以“Nano-dual-phase metallic glass film enhances strength and ductility of a gradient nanograined Magnesium alloy”为题发表在《Advanced Science》。 图1. Mg-Zn-Ca双相金属玻璃（NDP-MG）的结构与成分 图2. 纳米梯度SMAT镁合金的结构与机械性能 图3.双相金属玻璃+SMAT（NDP-MG coated SMAT-H′）镁合金室温力学性能 图4. NDP-MG变形前与拉伸6%形变后SEM形貌　　
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  • 《新型超高强和高塑性共格纳米片层高熵合金，克服金属材料的强塑性矛盾》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2020-12-09
    • 金属的强塑性匹配矛盾是困扰材料学界的挑战性问题，影响了超高强度金属材料在航空航天，运输，能源等支柱型工程产业的广泛应用。具有高界面密度的纳米片层金属材料被认为是一种潜在的能够获得优异性能匹配的设计方法，然而，现有的纳米及片层金属材料尽管拥有着超高的强度，但是其塑性较差（延伸率低于5%），严重制约了其在工程领域的实际应用。 成果简介 近日， 香港理工大学焦增宝博士 团队、 香港城市大学刘锦川院士 团队及中国科学院金属所的研究人员，提出共格纳米片层合金的设计理念，成功的开发出了具有超高强度（屈服高于2GPa）高塑性（均匀延伸率16%）的新型合金，成功解决了金属材料的强塑性矛盾。新型纳米片层合金的超高强度来源于其高密度的FCC/L1 2 界面，其高塑性是由多种因素共同作用：一，FCC片层具有较低的层错能，共格FCC/L1 2 界面促进了大量层错均匀的贯穿纳米片层，不会聚集在界面处引起应力集中；二，不同滑移面层错前沿的不全位错发生位错反应，产生大量的不可动Lomer-Cottrell (LC) 位错锁，提高材料的加工硬化能力；三，多组元L1 2 片层具有比传统简单组元L1 2 更高的强度和塑性。 香港理工大学为论文第一单位 ，通讯作者为香港理工大学焦增宝博士和香港城市大学刘锦川院士，第一作者为香港理工大学博士生范磊， 相关论文以“Ultrahigh strength and ductility in newly developed materials with coherent nanolamellar architectures”发表在Nature Communications上。 图文导读 图1 共格纳米片层合金的拉伸应力应变曲线（红色）。 结论展望 综上所诉，该研究提出了一种设计具有优异力学性能金属材料的新方法：共格纳米片层合金。基于开发的FCC/ L1 2 共格纳米片层高熵合金在室温具有超过2GPa的屈服强度和16%的均匀延伸率，显著优于传统的片层材料和纳米结构材料。该材料优异的综合性能使其具有广泛应用于航空航天，能源，运输等支柱型产业的潜力，而且该设计方法有望应用于包括高温合金，钛合金及超强钢在内的其他金属材料。
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