三元层状材料结构调控及性能研究进展

MAX/MAB相是一类非范德华三元层状材料,具有丰富的元素组成和晶体结构,兼具陶瓷和金属的物理性质,在高温、强腐蚀、辐照等极端环境中极具应用潜力。近年来,由MAX/MAB相衍生的二维(2D)材料(MXene和MBene)在材料物理与材料化学领域引起了广泛兴趣,已经成为继石墨烯和过渡金属硫族化合物之后最受关注的二维范德华材料。MAX/MAB相材料结构调控不仅对这类非范德华层状材料本征性能产生重要影响,而且对其衍生的二维范德华材料结构功能特性研究也具有重要价值。本文归纳和总结了MAX/MAB相层状材料在结构调控、理论计算和应用基础研究等方向的最新科研进展,并展望了该类层状材料未来发展方向。     

医用钛合金的微观组织与阻尼性能

为降低医用钛合金的弹性模量、提高阻尼性能,采用水冷铜坩埚感应熔炼技术熔炼TZNM合金,并对样品进行固溶处理。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、化学分析法、维氏硬度实验、阻尼实验,研究了固溶处理前后TZNM合金的显微组织与力学性能。结果表明:TZNM合金的整体熔炼效果良好,化学成分符合预期设计,为典型的双相α+β型钛合金,其铸态组织形貌为β基体上分布着板条状马氏体α,固溶处理后马氏体α′呈细针状;TZNM合金固溶处理后的维氏硬度为361 HV,比铸态时提高13.6%;随着应变振幅的增大,TZNM合金的内耗逐渐升高,固溶处理前后总体阻尼性能均有不同程度的提升。     

微纳米尺度薄膜/基底材料残余应力研究进展

残余应力是功能失效的主要原因，它可能导致薄膜形状发生重大变化，甚至产生分层、屈曲和裂纹。这不仅会破坏器件的结构完整性，而且直接影响到薄膜光学、电学、力学等物理性质，导致严重缩短使用寿命。为了研究薄膜特征参数与残余应力的关系，本文首先概述了微纳米尺度薄膜/基底体系中残余应力的机理模型及测试方法。然后，在单层膜领域，综述了沉积条件、薄膜厚度、工艺参数(溅射功率、工作压力、基底温度、退火状态)等因素对薄膜残余应力的影响；在多层膜领域，介绍了调制周期、缓冲层对薄膜残余应力分布的作用。最后展望了薄膜/基底体系残余应力研究的发展方向，指出应该从机理模型、应力分布规律以及探索功能材料的残余应力等方向开展研究。