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激光粉末床熔融(LPBF)是近年發展起來的一種增材制造(AM)技術，通過使用激光束選區熔化連續的粉末層，能夠制備具有復雜結構的部件。LPBF技術具有很多優點，諸如具有不需要模具，材料利用率高，生產所用周期短等優點。然而，Al-Zn-Mg-Cu合金熔化流動性差、反射率及熱導率高使得...
2周前 (05-04) 813℃
腐蝕指的是由材料與環境介質之間的化學物理反應所導致的材料自身的變質和損壞。材料腐蝕問題遍及國民經濟的方方面面，影響著從交通運輸、機械生產到能源、航空航天等工程系統的安全性和耐用性。常見的腐蝕包括金屬表面的銹。據估計，一些工業發達國家由于腐蝕所造成的經濟損失大概是其每年國民生產總值...
3個月前 (02-27) 3624℃
金屬增材制造技術也被稱為3D打印技術，因其具有區別于傳統成形方式的逐點逐層成形工藝特點，使得復雜零部件的直接制造成為可能，在航空航天等高端制造領域受到廣泛關注。然而，由于其成形過程中極高的溫度梯度，最終形成的宏觀晶粒往往為柱狀晶粒，其顯微組織和力學性能呈現出強烈的各向異性，即平行...
1年前 (2022-05-21) 7527℃
當金屬材料內部的晶粒尺寸減小至納米尺度，材料的強度將依Hall-Petch關系大幅度提高。但當納米晶金屬塑性變形時,位錯變得極難在如此小的晶粒內部保留下來，導致材料喪失應變硬化能力，很容易發生塑性變形局域化而失穩。
近期，由吉林大學、西安交通大學、悉尼大學、南京理工大學等組成的研...
1年前 (2022-04-14) 7461℃
越來越嚴格的交通運輸溫室氣體排放法規促使人們努力重新審視用于車輛的材料。飛機上經常使用的高強度鋁合金有助于減輕汽車的重量，但容易受到環境惡化的影響。氫脆化通常被認為是罪魁禍首。然而，導致氫脆失效的確切機制尚不清楚：對合金內部的氫進行原子級分析仍然是一個挑戰，這阻礙了采用合金設計策...
1年前 (2022-02-17) 6591℃
晶粒細化至超細晶（d＜1μm）甚至納米晶（d＜100nm）尺度是在不改變合金成分的前提下，大幅提升金屬材料強度的重要途徑。特別是對于316 型奧氏體不銹鋼這類廣泛應用于汽車、建筑和核工業等領域，需要同時兼具結構強度和抗腐蝕性的材料，晶粒細化能在顯著提高強度的同時，避免其他強化方法...
1年前 (2022-01-13) 6087℃
高性能結構材料的設計一直致力于追求卓越的力學強度、延展性和熱穩定性，然而這些性能通常難以兼得。雖然晶體-非晶復合合金通常具備比非晶態合金更高的延展性，但是晶體-非晶界面容易促進異質形核，不利于晶體-非晶復合合金的熱穩定性。
針對以上難點，來自德國馬克斯普朗克鋼鐵研究所（馬普所...
2年前 (2021-11-15) 5676℃
編輯推薦：在純Ti中通過低溫力學過程，構建多層次納米孿晶結構，顯著提高了其抗拉強度和延展性。純鈦達到了接近2GPa的極限拉伸強度和77K下接近100%的真實失效應變。多尺度孿晶結構的熱穩定性可達873K，這高于極端環境中許多應用的臨界溫度。與力學性能相似、價格昂貴的高熵合金相比...
2年前 (2021-09-17) 6765℃
零熱膨脹(ZTE)合金，具有獨特的尺寸穩定性、高的熱導率和電導率等特點。然而，它們在熱和應力下的實際應用受到其固有脆性的限制，因為零熱膨脹(ZTE)和塑性通常是單相材料所獨有的。此外，ZTE合金的性能對成分的變化非常敏感，常規的合成方法，如合金化或多相設計，來提高其熱性能和力學性...
2年前 (2021-08-28) 5748℃
金屬材料的強度和抗氫脆之間的矛盾，是設計在含氫環境中工作的輕質可靠結構組件的內在障礙。因此，必須要找到經濟可擴展的微觀結構解決方案來應對這一挑戰。
在此，來自德國馬普所的Binhan Sun & Dierk Raabe等研究者，引入了一種違反直覺的策略：設計和利用材料微結...
2年前 (2021-07-09) 5727℃
通常，具有面心立方(fcc)結構的中、高熵合金，具有較高的拉伸延展性和優良的韌性，但室溫強度較差。盡管可以通過晶界孿晶界、溶質原子和析出相等阻礙位錯運動，提高其強度。但與此同時會降低延展性，且析出相也會阻礙相變。
在此，來自美國橡樹嶺國家實驗室的Ying Yang & E...
2年前 (2021-07-08) 4932℃
編輯推薦：本研究在鋯合金第二相中首次觀察到的非典型的特殊U型層錯，并對其形成機制進行的討論。不同于現有文獻報道的鋯合金第二相內部直線型層次錯或者交叉層錯，首次觀察到了更加復雜的U型層錯，并根據相關觀察結果提出了一個幾何模型對這種缺陷的形成機制進行了討論。相關研究結果對于...
2年前 (2021-06-24) 5466℃
雙相(DP)鋼因其出色的強度/延展性和輕量化潛質而廣泛用于汽車行業，DP鋼具有復合微觀組織，該組織通常為馬氏體組織（第二相）以島狀彌散分布在鐵素體基體上，偶爾包含貝氏體。拉伸性能在很大程度上取決于馬氏體的體積分數。它的三維特征，即相的空間和形態分布具有一定斷裂特性。例如，沿軋制方...
2年前 (2021-06-10) 3369℃
隨著工業市場經濟的高速發展，化石燃料的過度開采及使用所造成的全球生態環境危機已經成為人類命運共同體需要面臨的首要挑戰。今年，習近平主席在第75屆聯合國大會提出了我國在2030年前實現“碳達峰”、2060年前實現“碳中和”的總體戰略目標。氫能,作為最具可持續性和可再生的綠色能源，將...
2年前 (2021-06-04) 4437℃
隨著新能源車的快速發展，汽車減重、提高安全性及降低成本都是發展制勝的關鍵，制造廉價高強塑性鋼材就成為重中之重。目前全球汽車行業每年對先進高強鋼的需求達到了數千萬噸，低成本、高強塑性一直是汽車用鋼的發展趨勢。然而鋼的強度和塑性通常倒置，即強度的提高將導致塑性的下降。過去的研究通常通...
2年前 (2021-04-24) 4479℃
編輯推薦：通過環境透射電子顯微鏡內的原位彎曲實驗并結合原子尺度模擬計算，西安交大材料學院單智偉研究團隊發現并提出在金屬鋁中由于局部塑性變形引發小角晶界的動態形成從而促進材料氫脆斷裂的新機制。
金屬的氫脆問題在各種工業應用中普遍存在，并經常導致關鍵金屬構件在無征兆情況下發生突然斷裂...
2年前 (2021-04-02) 4209℃
如何獲得高強度和耐蝕性能兼備的高性能不銹鋼，是我國面臨的35項“卡脖子”技術難題之一。傳統的馬氏體時效鋼雖然具有較高的強度，但存在成本高、耐蝕性差等缺點，這一直制約著這類材料的發展。因此，如何在維持優異力學性能的前提下，降低材料成本、提高耐腐蝕性能是新一代馬氏體時效鋼的研究重點和...
2年前 (2021-03-10) 4680℃
編輯推薦：去合金可在金屬中產生空隙，從而減輕材料的重量。 然而，當固體分數低于約30％時，機械性能迅速降低。 本文發現的兩階段去合金步驟可以制造固體分數低至12％的Ag-Au合金。 出乎意料的是，該過程不會降低機械性能，同時允許合成大塊樣品。 該策略應適用于其他合金系統，為制備高...
2年前 (2021-03-05) 4625℃
編輯推薦：這是北科大呂昭平團隊自2017年以來發表的第三篇Nature。本文報道了一種在孿生誘導塑性鋼（TWIP）中大規模制備超細晶結構的簡便方法，屈服強度達到約710MPa，均勻延展率為45％，拉伸強度約為2000MPa。而且該制備工藝很容易應用于現有工業生產線。
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2年前 (2021-02-10) 3428℃
編輯推薦：本文發現合金表面凝固是非常重要的一種模式，表面相變是由表面催化的非均相成核所驅動的。表面凝固效應的表面性質允許原位觀察和表征，這為通過高分辨率表面表征進行基礎相變研究提供了新的視角。表面凝固模式，有望在未來的光學、電子、凝聚態材料科學、催化等領域有廣泛的先進應用。
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2年前 (2021-02-03) 3571℃
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