新闻动态
?综合新闻
?科研动态
?学术活动
?媒体聚焦
?通知公告
您现在的位置:首页 > 新闻动态 > 科研动态
梯度纳米孪晶金属中的额外强化与加工硬化研究取得重要突破
 
2018-11-01 | 文章来源:材料疲劳与断裂研究部        【 】【打印】【关闭

福建快3走势 www.2bbzc.cn   自然界中梯度结构无处不在。近来,微观结构梯度的概念被越来越多地应用于工程材料中。鉴于其独特的变形机制,梯度结构材料普遍表现出较好的强度、硬度、加工硬化及抗疲劳性能等。但如何理解结构梯度对力学性能的影响规律长期以来面临巨大挑战。其原因之一是现有技术很难制备出结构梯度精确可调控的块体材料,如表面加工或机械处理技术所获样品梯度层体积分数及结构梯度均有限,从而严重限制了人们对梯度结构金属内在梯度与力学性能相关性以及其本征变形机制的理解。

  最近,中国科学院金属研究所卢磊研究员课题组和美国布朗大学高华健教授研究组合作在这一领域取得突破性进展。他们发现增加结构梯度可实现梯度纳米孪晶结构材料强度—加工硬化的协同提高,甚至可超过梯度微观结构中最强的部分。梯度纳米孪晶强化的概念结合了多尺度结构梯度,进一步提高了材料的强度极限,并为发展新一代高强度/延性金属材料提供了新思路。

  研究人员利用直流电解沉积技术,通过调节电解液温度,实现孪晶片层厚度和晶粒尺寸沿样品厚度的梯度变化,获得结构梯度定量可控的纳米孪晶铜材料。随结构梯度增加,梯度纳米孪晶铜强度和加工硬化率同步提高;结构梯度足够大时,梯度材料的强度甚至超过了梯度微观结构中最强的部分。这种独特的强化行为在其它均匀、非均匀微观结构中均未观察到。微观结构分析与分子动力学计算模拟结合发现,梯度纳米孪晶铜额外的强化和加工硬化归因于梯度结构约束而产生的大量几何必需位错富集束。这些位错富集束在变形初期形成,沿着梯度方向均匀分布在晶粒内部。这种均匀分布的位错束结构与均匀结构材料中随机分布的统计储存位错结构截然不同。具有超高位错密度的位错富集束变形过程中通过阻碍位错运动、有效抑制晶界应变局域化从而提高梯度纳米孪晶结构的强度和加工硬化。

  该研究获得国家自然科学基金委国际合作重点项目、科技部国家重点基础研究发展计划、中国科学院前沿科学重点研究等项目资助。该成果发表在《Science》(《科学》)周刊(2018年11月2日在线Advance Online Publication (AOP) on Science's website)。

  图1 梯度纳米孪晶结构引起金属材料的额外强化和塑性。梯度纳米孪晶结构(GNT)具有孪晶片层厚度和晶粒尺寸的空间梯度结构。该材料表现出了良好的强-塑性协同,其屈服强度甚至超过了梯度微观结构中最强的部分。梯度纳米孪晶结构综合拉伸性能优异于及依靠非均匀结构变形机制强化的梯度纳米晶结构(GNG)和层状结构(multilayer)以及均匀纳米孪晶(NT)等结构。

 

文档附件

相关信息
联系我们 | 所长信箱 | 网站地图 | 友情链接
福建快3走势 地址: 沈阳市沈河区文化路72号 邮编: 110016
管理员邮箱: [email protected]
中国科学院金属研究所 版权所有 辽ICP备05005387号

官方微博

官方微信
  • 中央环保督察回头看在河北 2019-03-21
  • 盗车团伙作案10余次 孝南警方将其一网打尽 2019-03-21
  • 比如,修中医专业的学子参加英语高考,不是扯蛋吗 2019-03-20
  • 马来西亚总理马哈蒂尔 我要去中国看一看,感受无现金社会 2019-03-20
  • 中国跳水:“梦之队”有望包揽里约奥运8金 2019-03-19
  • 计划确定之后,还需要落实,就要求计划所涵盖的所有因素都按预订的方案对接转化,尤其是计划所涉及的人一定要达到相应的要求并严格按计划开展活动…… 2019-03-19
  • 动画:110奇葩报警记录 六安公安教你如何正确报警 2019-03-18
  • 社评:美重启贸易战,中国坚决反击坦然应对 2019-03-18
  • 刘嘉玲戴礼帽系领带帅过鲜肉 大长腿走路带风霸气在侧漏 2019-03-17
  • 安徽3年争取逾百亿资金 确保保障性安居工程建设 2019-03-17
  • 定陶战役:示弱于敌重点围歼的范例 2019-03-17
  • 网购生鲜食材,冰袋如何处理成难题 2019-03-17
  • “什么都能省,研发经费不能省”(新时代的奋斗者) 2019-03-16
  • 十大城市二手房市场“整体降温”态势难改 2019-03-16
  • 218万游客在晋中市“粽”情过节 2019-03-16
  • 579| 811| 429| 394| 611| 679| 689| 400| 668| 710|