《塊體非晶合金原子結構的本徵特性及形變的微觀機制》是依託北京科技大學，由劉雄軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：塊體非晶合金原子結構的本徵特性及形變的微觀機制
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：劉雄軍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前，我們已基本完成了青年科學基金項目計畫的各項研究任務，實現了預期目標，並在非晶合金的原子結構和納米晶化機制等方面取得了創新性的研究進展。相關研究結果已經在《Phys. Rev. Lett.》、《Aata Mater.》等國際期刊上發表SCI論文8篇，申請國家發明專利3項，參加國際會議4次，獲教育部自然科學二等獎1項。在此基礎上，本項目提出以揭示塊體非晶合金原子結構的本徵特性為出發點，以建立原子結構-形變關係為最終目標，擬採用計算模擬與先進實驗技術相結合的方法，對塊體非晶合金的原子結構及其對材料形變的回響規律進行系統研究。通過對原子結構本徵特性的數值解析，提出一個科學的、可量化的結構表征方法；套用該表征方法對外加應力-應變場作用下原子結構的動態演化過程進行系統分析，揭示塊體非晶合金形變的微觀機制。項目的成功開展將促進對非晶原子結構本質的認識，為建立非晶合金的結構-性能關係奠定理論基礎。
結題摘要
非晶合金原子結構的本質是理解玻璃轉變及非晶合金獨特力學行為的基本依據。本項目以揭示非晶合金原子結構的本徵特性為出發點，採用計算模擬與實驗技術相結合的方法，對塊體非晶合金的原子結構及其對溫度和應變的回響規律進行了系統研究，取得了以下主要進展：（1）實現了對非晶合金中局域平移對稱性(LTS)這一本徵結構的科學定量表征；（2）系統研究了LTS結構在合金冷卻過程中隨溫度的演變規律，在此基礎上揭示了玻璃轉變的結構起源；（3）獲得了LTS結構在非晶合金拉伸形變過程中隨應變數的演變規律和作用機理，在此基礎上揭示了非晶合金形變的微觀結構起源；（4）揭示了非晶合金在納米尺度上的結構不均勻性本質及其與玻璃形成能力的關係；（5）證實了非晶合金的形變不均勻性，並揭示了形變不均勻性與結構不均勻性的關聯；（6）系統研究了非晶合金在彈性範圍內的循環載入行為，揭示了循環載入對非晶合金力學性能的影響規律；（7）通過統計分析的方法，建立了非晶合金中結構因子第一峰峰位與材料強度之間的關聯；（8）通過模擬納米壓痕的方法定量表征了非晶的力學行為不均勻性，建立了力學行為不均勻性與玻璃形成能力之間的聯繫；（9）在系統研究非晶合金原子結構和能量狀態與合金成分關係的基礎上，提出了一個預測合金玻璃形成能力的理論參數；（10）通過合金化異質形核的思想，開發出大尺寸TRIP效應韌塑化的非晶合金複合材料。截止目前，項目資助的相關研究成果在《Advanced Materials》、《Acta Materialia》等國際期刊上發表SCI論文23篇，參加國際會議9次，獲得國家發明專利3項，1人入選教育部新世紀優秀人才計畫，培養博士生3人，碩士生5人。項目的開展不僅促進了對非晶合金原子結構本徵特性的全面認識，加深了對玻璃轉變及形變結構起源的理解，而且為建立非晶合金中的結構-性能關係提供了理論基礎。
