《複雜合金相的團簇結構及其性能特點》是依託大連理工大學,由董闖擔任醒目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：複雜合金相的團簇結構及其性能特點
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：董闖
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
長期以來具有複雜結構的合金相研究基本是相關材料的從屬課題。隨著複雜合金相固體潤滑劑的發現與產業化，這類材料成為當前需要進行系統深入研究的重要課題。與此同時，以準晶非晶合金研究為代表的複雜體系合金材料的研究取得重要進展，其團簇特徵結構得到廣泛共識。本項目在一系列複雜合金相材料即將產生重大套用的背景下，在已有的研究基礎上，以團簇加連線原子團簇模型為基本手段，分析複雜合金相的團簇結構特徵並進行分類，建立相應的基於團簇的成分式[團簇](連線原子)x，藉此解析其熱力學和性能特點，尤其關注與準晶、非晶相關的顯示團簇特徵的Al、Ti、Zr基團簇合金，從團簇角度建立複雜合金相的性能-結構-成分關聯，為複雜合金相實用新材料的設計與開發提供實驗與理論依據。本項目的實施有助於推動具有我國自身特色的複雜合金相研究，支持相關產業發展，並對各類複雜合金材料的成分設計產生影響。
結題摘要
以原子團簇為結構特徵的複雜合金相材料在結構、物理性質上都顯示出區別於傳統金屬晶體材料的特殊性，通常包括準晶態合金和非晶態合金，也含蓋相關晶體相。以準晶合金為例，由於該類材料通常具有高脆性，從而嚴重製約了其直接作為結構材料套用的可能。然而，準晶合金同時具有高硬度、低摩擦係數以及良好的耐磨損性等特徵，在表面防護領域有著良好的套用前景。與準晶材料相類似，非晶合金也因其缺少室溫拉絲塑性而無法作為結構材料廣泛套用，特別是對於高脆性的非晶合金材料少有人關注，如何利用非晶合金的高硬彈比高硬度高脆性等類準晶的性能，使其得以套用一直是本領域的難點問題。鑒於上述套用領域的進展，本項目預定目標以團簇加連線原子團簇模型為基本手段，分析準晶、非晶等複雜合金相的結構特徵，為複雜合金相實用新材料的設計與開發提供實驗與理論依據，開啟獨具特色的團簇合金相研究方向。 經過五年研究，本項目完成了上述目標，在如下三個方面取得重要進展： （1）通過建立普適的團簇加連線原子模型，揭示出複雜合金相的最佳穩定性成分源自理想近程式結構單元，以此建立了高穩定性合金的成分設計新理論；（2）通過研究具有高硬彈比特性的準晶、非晶粉末的摩擦學行為，揭示出其所具有的獨特碾磨（smearing）磨損機制，支持了相關套用進展：（3）通過非晶形成能力相關的動力學與熱力學研究，在非晶形成組分選擇、非晶形成能力機理、非晶性能轉變等多方面獲得進展。 上述三個方面的進展顯示出，本項目開闢了一個以團簇結構為核心的新研究方向，解決了由來已久的合金成分來源的重大難題，形成了新的合金設計方法，開闢了準晶非晶磨料套用的新領域，完成了預定計畫。
