《粉末冶金納米晶結構材料的製備和性能的表征及模擬》是依託中南大學，由賀躍輝擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：粉末冶金納米晶結構材料的製備和性能的表征及模擬
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：賀躍輝
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米晶結構材料具有優異的理化性能及力學性能，展現出廣闊的套用前景。然而由於製備手段的限制，同時缺乏對納米晶結構材料的微觀結構、性能及變形機制的深入理解，導致納米晶結構材料的工業化製備及廣泛套用受到限制。為此，本項目擬開展如下研究內容：最佳化添加晶粒生長抑制劑，研究製備微/納米晶硬質合金的方法；研究規模化製備金屬W納米線的方法，並以所製備的金屬W納米線作為增強相和抑制相，製備出W納米線強化的納米晶鎢基合金；採用粉末非晶塊體材料晶化法，製備Zr基納米晶塊體材料，揭示其納米晶化機理；採用分子動力學並結合第一性原理計算，研究納米顆粒和納米線，納米晶塊體材料的熱力學穩定性和動力學行為；以實驗數據為基礎，結合連續介質力學模擬，研究納米晶結構材料的變形機制及反常力學行為。研究結果，可為納米晶結構材料的製備及套用提供科學依據，推動納米晶結構材料的發展。
結題摘要
納米晶結構材料具有優異的理化性能及力學性能，展現出廣闊的套用前景。秉承粉末冶金材料科學工程的研究方法，最佳化了Cr3C2、VC、NbC 、Y2O3 及La2O3的添加對超細硬質合金性能的影響，並完成了超細晶WC-10Co-VC-Cr2C3硬質合金的製備工藝，建立了各種抑制劑的添加量對超細硬質合金組織和力學性能影響的系統關係。提出通過製備WC-VC核殼粉末以實現抑制微/納米硬質合金中WC晶粒異常長大，製備組織均勻無異常長大的超細晶硬質合金。打破金屬催化法製備金屬納米線的理論禁錮，實現了W單晶納米線的金屬催化可控生長，並對W單晶納米線的力學性能、場發射性能等進行了測試。建立了難熔金屬W納米線及其可控生長製備機理與製備方法。採用含氬氣保護的電弧感應熔煉加銅模吸鑄法，以及單輥旋淬法分別製備了Zr基、Fe基以及Cu基非晶合金。研究了冷卻速率、變形速率 、等溫退火及納米晶化、淬火介質和試樣尺寸對大塊非晶合金力學性能的影響，採用統一屈服理論表征了大塊非晶合金的屈服行為，確定了非晶合金的屈服機制。研究了預彈性變形對非晶合金微觀結構和力學性能的影響，確定了預彈性變形誘發的基體中自由體積的湮滅、局域原子有序化以及納米晶化機制。
