合金元素在金屬納米材料中的三維空間分布規律的研究

《合金元素在金屬納米材料中的三維空間分布規律的研究》是依託南京理工大學，由沙剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：合金元素在金屬納米材料中的三維空間分布規律的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沙剛
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

納米結構材料與傳統材料相比展現了許多非常優異的力學性能，然而納米結構材料的熱穩定性的解決長期以來一直在困擾材料科學工作者，是限制其開發和套用的關鍵性技術難題。該問題的解決，將對開拓納米結構材料的實際工程套用有極其重要的現實意義。本研究採用先進原子探針三維分析技術，定量系統地研究合金元素在晶界的偏聚和偏析行為，通過探索其與境界的相互作用，以及不同元素間互動影響，揭示合金元素在晶界的偏聚和析出規律。該項課題研究為利用合金元素偏聚和析出對晶界有效釘扎作用解決納米材料結構穩定問題提供必要的實驗依據和理論指導，並為探索從合金設計和加工兩方面有效解決納米材料結構穩定性問題奠定堅實的理論基礎。

結題摘要

納米結構材料與傳統材料相比展現了許多非常優異的力學性能，然而納米結構材料的熱穩定性的解決長期以來一直在困擾材料科學工作者，是限制其開發和套用的關鍵性技術難題。該問題的解決，將對開拓納米結構材料的實際工程套用有極其重要的現實意義。本項目利用原子探針三維分析技術，TEM，和TKD技術，對兩元合金和多元超細晶和納米晶合金的合金元素在晶界的偏聚和析出行為以及微觀組織結構進行了深入細緻的研究。不僅在多種鋁合金，而且在納米NiMo合金和納米不鏽鋼等系統中，都獲得豐富詳實的實驗數據，證明元素的晶界偏聚和晶界析出物或第二相顆粒的形成，可以有效地提高超細晶和納米晶的組織穩定性。對於超細納米晶材料，晶界偏聚和偏析不僅提高材料組織的熱穩定性，還可以有效阻止晶界滑移，克服超細納米晶的細晶軟化行為，進而實現進一步提高超細納米晶材料的強度。在兩元鋁合金研究中發現，溫度，變形量和成分會對析出相成分，變形誘發的晶粒細化和粗化產生複雜的影響。為成分，溫度，變形控制細晶組織提高了重要實驗和理論依據。