从宏观到超微观 记录分子与原子的“一举一动”——材料界面与控制分论坛侧记

正材料界面是材料组织的重要组成部分,它对能量传递和物质输送起着重要作用。随着对半导体材料、纳米材料、生物材料、智能材料、复合材料、陶瓷材料、镁铝合金等材料研究的不断深入,材料界面超微观结构、成分与性能之间关系规律的问题日益凸显。随着材料科学向纳米结构尺度的发展,材料的宏观性能越来越依赖于原子尺度的超微观结构。因此,     

材料界面的电子显微学研究 未来新材料发展的关键

正材料界面是材料组织的重要组成部分,对能量传递与物质传输起着重要作用,直接影响着材料的应用范围。随着当今材料科学向纳米尺度等低维领域发展,材料的宏观性能越来越依赖于原子尺度的超微观结构,尤其与表面、界面的性质休戚相关。研究材料界面、超微观结构与成分之间关键规律的重要性也日益凸显。在球差校正电子显微束、热电力等外场作用下的原位分析、电子显微束和原子尺     

关于生态环境材料研究的一些基本思考

试图讨论关于环境材料的几个基本问题,如环境材料的概念、研究内容、基础理论及应用,环境材料的发展趋势等。丰富材料科学理论,推动材料科学与技术的可持续发展。     

替代金刚石的超硬材料研究取得新进展

<正>沈阳材料科学国家研究中心材料结构与缺陷研究部陈春林研究员、马秀良研究员、叶恒强院士与东京大学Yuichi Ikuhara教授、NIMS谷口尚教授等人合作,利用像差校正电子显微术在原子尺度上研究了纤锌矿型氮化硼中的缺陷结构及其对材料相变的影响,发现材料中的三维缺陷网络可显著提高该亚稳超硬材料的稳定性,突破了人们对材料缺陷与     

场离子显微镜原子探针及其在材料科学中的应用

场离子显微镜原子探针是进行材料原子尺度微观组织结构分析的极有力工具。应用该技术可研究非常广泛的冶金及半导体问题。本文将概要描述场离子显微镜原子探针的组成,类型,特性和分析方式,并示例讨论它在材料研究中的应用。     

基于内聚力模型的复合裂纹耦合扩展多尺度数值模拟研究与实验验证

在外载荷作用下,材料的破坏与失效问题是一个涵盖从微观到宏观、从时间到空间等多个尺度相互耦合与关联的系统性科学问题.本研究以α-Ti材料为例,首先运用微观观测实验手段分析了α-Ti的显微组织结构和相结构,采用蒙特卡洛方法对微结构(晶粒大小、形状及分布)进行随机抽样处理,确定了其微结构的分布规律.通过与实验测得的材料强度做对比分析,并结合图像处理的方法获得微结构的定量化信息,探明了微结构对材料宏细观性能的影响,为微观尺度的分子动力学模型提供了可靠的基础.然后建立了三组包含复合微观缺陷的α-Ti拉伸微观计算模型,分别获得了界面层粘结力与其上下表面的相对位移之间的定量关系(T-S曲线).由于T-S曲线中包含了与裂纹尖端演化相关的微观信息(如位错发射和运动、裂尖钝化、裂纹偏折、孔洞成核和长大、孪晶等),再将T-S曲线与曲线中关键转折点所对应的原子构型相结合,从原子尺度观察并解释了α-Ti材料中不同复合微观缺陷扩展的现象、规律和机理.最后,采用基于原子模拟的内聚力模型对单调拉伸条件下CT试件的裂纹扩展做多尺度分析,研究了不同微观缺陷对材料宏观断裂参数的影响程度.     

非计算机专业Visual Basic课程教学研究

Visual Basic课程是各高校普遍开设的公共基础课程,它对于培养学生分析问题、解决问题的能力、掌握计算机的基本技能,提高学生的基本素质都具有十分重要的意义,对高校非计算机专业Visual Basic课程教学的现状和存在的问题进行分析,对该课程的教学有几点看法。     

铜系层状材料强韧化机理研究进展

近年来，中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室材料疲劳与断裂研究部张广平研究员及其研究组设计了两种具有不同尺度组元层和界面结构搭配的铜系层状材料，系统地研究了两种层状金属材料在压头载荷作用下的强化机制、稳定塑性变形能力及其尺度与界面效应，并探究了层状金属材料作为脆性材料表面涂层，提高材料抗韧性的潜在能力。     

强磁场条件下新型功能材料制备及其研究进展

磁场是与温度、压力一样重要的物理参数,强磁场作为一种极端条件的特殊电磁场形态,能够将高强度的能量无接触地传递到物质的原子尺度,改变原子和分子的排列、匹配和迁移等行为,从而对材料的组织和性能产生巨大而深刻的影响,强磁场加工已成为开发新型材料的一种重要技术手段。特别是随着传导冷却的新型超导磁体技术的发展,强磁场的产生和使用变得比较方便,从而为强磁场下材料制备技术的研究提供了技术基础。强磁场材料科学作为一门新兴的交叉学科引起了国际上的广泛重视,而且强磁场与高温、超高压以及极低温等极端条件相结合,还会产生许多新现象。报告全面介绍了稳态强肱场应用于材料制备过程的研究进展,包括超导、磁性、金属以及纳米等新型功能材料,并从强磁场作用下产生的磁化力角度重点讨论了其影响各种新型功能材料制备过程的机理。最后,对强磁场材料科学的研究趋势进行了展望。     

美国金属材料学科发展及启示

基于金属材料学科的中心体系四要素及其结构关系,分析了美国金属材料学科发展的发展趋势,指出虽然金属材料学科的学生分散在不同院系进行培养,但集中在核心材料科学与工程系培养是主流,可以培养出基础宽、适应社会快速变迁的人才.美国金属材料学科发展的成就和问题对我国金属材料学科发展具有启示意义.     

陶瓷纳米膜是软物质吗

传统的陶瓷膜（金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物）通常被认为是硬质材料。然而，许多证据表明，陶瓷膜的软和硬取决于原子和分子级键合相互作用以及微观结构。当陶瓷膜变得极薄时，比如陶瓷纳米膜，它们实际上为软物质。本文中，作者讨论了影响材料在不同尺度范围内的软硬性的几种可能因素，同时综述了作者及其他研究者的近期工作，这些工作提供了有关金属氧化物纳米膜和无机层状材料是软物质的证据。     

高能离子辐照引起薄膜附着力的增强及其界面物理化学效应

在核阻止本领为主的能区范围内(十到几百千电子伏),离子注入或轰击会引起原子混合,以改善不同材料的界面之间的结合,这已为大家所熟知。近年来发现,高能离子辐照在电子阻止本领为主的条件下,同样能够改善材料界面之间的结合强度。由于电子阻止作用诱发的界面结合强度变化的机理与核阻止作用不同,对此现象的研究不仅涉及核物理基础、材料科学、表面与界面物理化学等学科的广泛问题,而且对提高薄膜的可靠性、寿命,开拓薄膜的应用领域具有重要的实际价值。讨论了近年来高能离子辐照引起界面物理化学变化的实验、理论研究的结果和进展。     

材料与材料科学发展的四个层次

按材料与材料科学的发展历史与现况来看,可分为四个层次:第一层次为基础材料;第二层次为复合材料;第三层次为量子材料;第四层次为生物活性材料。每一层次向高一层次的发展意味着材料科学的一次深化与跃进。基础材料(第一层次) 由单一种原子或单一种分子组成的均相材料。材料种类包括周期表中诸元素;各种无机分子、有机分子、高分子。这一层次材料的大部分已构成了当前工业用原材料。     

浅谈中职学校计算机基础教学

计算机作为一个工具在社会发展中应用越来越广泛,计算机基础教学也成为中职学校教育中的一个重要内容,它对于培养学生掌握计算机的知识和技能,提高学生的基本素质都具有十分重要的意义,本文对中职学校计算机基础教学的现状和存在的问题进行了分析,提出了对该课程的几点教学建议。     

原子分辨率能谱技术在先进功能材料研究中的应用

从原子尺度揭示材料的微观结构及其对应的化学成分是深刻理解材料构效关系和进行材料宏观物性调控的前提和基础。基于球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-STEM)能谱(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS)技术的原子尺度化学成像是目前研究固态晶体材料微结构及成分的一种强有力的工具。首先概述了原子分辨率EDS技术的基本原理和前沿技术进展,然后以原子分辨率EDS在揭示LaAlO₃-SrTiO₃铁电固溶体薄膜中原子尺度的成分梯度、SmNiO₃薄膜中三维Ruddlesden-Popper层错网络、Ge₂Sb₂Te₅相变存储材料在热退火过程中的元素迁移、氧化物晶界处溶质的有序偏析和Cu-Zn-Sn-S热电陶瓷中独特的纳米畴结构为例,展示了该技术在先进功能材料研究中的应用场景和分析方法。最后,基于原子分辨率EDS技术的现状对其发展方向进行了展望。     

钢的结构、组织和性能

序言本书扼要介绍决定钢的结构、组织,并由此确定机械性能的基本原理。现在金相技术几乎已达到原子鉴别率,故必须在最微细尺度范围内强调结构组织,特别因为机械性能对这种尺度范围的变化很敏感。尽管本书不是一本钢材手册,我仍力图以充分的资料描述能满足实际需要的多种多样钢材。诚然,本书的主要“特点”在于研究分析γ/α相交,如何加以利用,并解释非金属和金属合金元素对于相变及其他一些现象的影响。本书是按冶金工作者、材料科学工作者和材料工程师的需要编写的,不仅可供大学高年级学生考学位之用,也可作为研究生的教材。当然,学生得先具备材料科学、金相学、晶体学和物理学的基本知识才行。     

案例教学法在Visual Foxpro教学中的应用

针对Visual Foxpro课程中存在的问题,提出在Visual Foxpro教学中采用案例教学法,并对实施案例教学的几个主要环节进行分析和研究。实践证明,案例教学法以学生为主体,能增强学生学习的积极性,有利于培养学生分析问题和解决问题的实践能力。     

浅谈如何在《电工基础》课程中采用情景教学法

《电工基础》作为专业基础课,内容复杂,理论性强,学生需要掌握许多定理定律。由于部分学校授课老师沿用传统教学方法来讲解知识,使学生对《电工基础》课程产生畏惧心理,学生的求知欲难以被激发,达不到教学效果。因此我们应当在电工基础课程的教学方法与手段上进行改革创新。在电工基础教学中运用情景教学是一种教学创新,可弥补传统教学的不足,有助于培养学校学生的动手能力、思考分析能力、实际操作能力以及团结协作精神,提高学生的学习效率。     

建环专业工程设计类课程的教学探讨

工科工程设计是促进学生综合能力提高的一个极为重要的教学环节,因此在工程设计类课程的教学中必须注重对学生创新精神和实践能力的培养,注重不同专业课程之间的相互衔接,使学生体会到专业知识的整合性。从本专业《锅炉与锅炉房设备》课程教学中存在的问题出发,探讨了在高等教育中培养、提高教师工程素质的途径;在课堂教学中如何实施有效的教学改革,实现较好的教学效果;培养大学生创新素质和实践能力的主要措施。     

中国材料研究学会

材料是现代文明的三大支柱之一，新材料被视为新技术革命的基础和先导。四个现代化的建设、能源、交通、信息、环保事业的进步以及人民生活水平的提高，无不与材料密切相关。材料科学与技术涉及的面十分广阔，是基础科学与工程科学的融合，也是材料科学与各种现代先进技术结合的产物。随着科学技术的进步，原来各类相对独立的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等，已经相互渗透、相互结合，形成了多学科交叉的当代材料科学与技术新体系。在这个学科发展综合集成的历史潮流中，多学科的材料研究和教学机构纷纷建立，随之综合性的材料研究学会（简称MRS）在诸多国家和地区应运而生。这是进一步推动材料科技进步的需要，