Au-Pt-Sn体系热力学参数及相图研究现状与展望

较为系统地介绍了Au-Pt-Sn系中二元及三元合金的相图及相关热力学参数研究进展,包括相图分析、合金相结构以及生成焓、结合能、吉布斯自由能等热力学参数,同时介绍了该系合金体系在钎焊和化学催化产业中的应用,并提出了扩大该系合金应用值得重视的一些问题。     

Mg-Gd-Y系合金的研究进展

较为系统地介绍了Mg-Ga-Y系合金的开发与研究历程,包括相图分析、合金制备以及Mn、Zr和zn的合金化在Mg-C,a-Y系合金中的应用,同时介绍了该系合金有关腐蚀行为的研究及冷却速度对合金组织的影响,并提出了扩大该系合金应用值得重视的一些问题.     

相图热力学在能源材料中的应用

CALPHAD结合关键实验可以探究能源材料体系的多元多相反应.介绍了4个基于不同应用背景的合金体系的评估工作:液相烧结的SiC(LPSSiC)体系、转换型锂离子电池体系、掺杂Cr的TiAl基合金体系以及Zr基热障涂层体系.研究结果显示:CALPHAD热力学计算结果可以用于指导关键实验设计,从而进一步明确研究体系的相图和热力学性质.获得的实验数据又可以作为精炼CALPHAD模型和改进模型参数的输入条件.精炼后的模型参数构成的热力学数据库可用于计算各种相图(包括等温截面、垂直截面、可以用来计算可信的相图(等温截面、垂直截面及波动图)及液相面投影图.     

多元Al合金的热力学和热物理数据库的建立及凝固过程显微组织演变的模拟

介绍了相图热力学及热物理性能数据库的建立方法;综述了国内外学者构筑多元Al合金相图热力学和热物理性能数据库的研究工作。并介绍了使用相场方法,使用热力学和热物理性能数据库模拟多元Al合金凝固时显微组织演变的几个实例。最后展望了新一代热力学和热物理性能数据库建立及凝固过程显微组织演变定量模拟未来的可能发展方向。     

新一代飞机发动机用Nb基超高温材料设计系统开发

本研究利用CALPHAD方法,液相和端际固溶体相的自由能采用亚规则溶体模型来描述,金属间化合物相的自由能用亚点阵模型来描述,并结合相平衡实验结果和热力学性质的实验信息,对Nb-Al-Cr-Hf-Mo-Si-Ti体系合金相图进行了热力学优化与计算.计算结果与实验值取得了较好的一致性,得到一组自洽合理的热力学参数.本研究结合该体系相关合金相图热力学计算的文献报道,建立了Nb-Al-Cr-Hf-Mo-Si-Ti体系合金相图热力学数据库.该热力学数据库将为铌基高温合金材料研究与开发提供重要的基础热力学参数.     

新一代飞机发动机用Nb基超高温材料设计系统开发EI

本研究利用CALPHAD方法,液相和端际固溶体相的自由能采用亚规则溶体模型来描述,金属间化合物相的自由能用亚点阵模型来描述,并结合相平衡实验结果和热力学性质的实验信息,对Nb-Al-Cr-Hf-Mo-Si-Ti体系合金相图进行了热力学优化与计算.计算结果与实验值取得了较好的一致性,得到一组自洽合理的热力学参数.本研究结合该体系相关合金相图热力学计算的文献报道,建立了Nb-Al-Cr-Hf-Mo-Si-Ti体系合金相图热力学数据库.该热力学数据库将为铌基高温合金材料研究与开发提供重要的基础热力学参数.     

硬质合金相图热力学和扩散动力学数据库及其应用

硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料,它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算,并以C-Cr-Ta三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和fcc相不同元素的原子迁移参数。利用修正的Sutherland方程对液相的原子迁移参数进行了评估,而fcc相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库,可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法,定量描述硬质合金结构-性能的关系是今后的发展趋势。     

稀土有色金属材料及其发展前景

本文系统地介绍了稀土金属或其化合物作为添加元素或合金成分在Al~-、Mg~-、Ti~-、Cu~-基合金及Ni~-、Co~-基超合金(不包括功能材料)中的作用、应用价值、应用开发现状及发展前景。指出推广稀土在铸造铝合金中的应用具有现实意义,开展合金相图、作用机理等基础研究,对开拓新的应用途径至关重要。     

计算材料热力学与镁合金设计

计算材料学经过近30年的发展,已形成针对材料不同层次和尺度的理论模型,包括第一性原理计算、分子动力学、蒙特卡洛模拟、相场理论、CALPHAD技术及有限元分析等。其中计算材料热力学在多层次跨尺度材料设计中占据重要的地位。通过计算材料热力学获得的多元合金体系的相关系、相组成和相对量、相转变驱动力及其它热化学数据等基础性研究成果,将直接服务于相关材料的设计与研发。简要介绍了计算材料热力学的发展历程及其基本原理,结合Mg基合金设计过程,基于建立的部分Mg合金体系的热力学数据库,从固溶强化、时效强化、析出强化、晶粒细化、非晶形成能力等方面,对Mg合金体系的热力学评估方法和研究现状进行了概述,并根据Mg合金热力学数据库中关于Mg-Zn-Zr/Ca体系的热力学特征函数,计算相平衡关系,示例分析了Mg-Zn合金中Zr和Ca的合金化作用。     

世界著名的“金氏相图测定法”的创立者中南大学教授、博士生导师中国科学院院士金展鹏

金展鹏男,1938年11月出生,广西荔浦人,中共党员,中南大学材料科学与工程学院教授,博士生导师。他早年投身于材料科学,20世纪70年代开始进行相图热力学和相变动力学的研究。他发展了结构特点不同的相的热力学模型和相图优化计算方法,构筑了一系列金属合金、氧化锆基陶瓷及人工晶体材料的相图。发展了研究相图等温截面和等温四面体的多元扩散偶方法,     

多级孔材料研究进展

多孔材料具有孔隙率高、比表面积大、导热系数低、体积密度小及化学性质稳定等优点,在吸附与分离、催化剂载体、隔热材料、能量储存、传感器等领域拥有广阔的应用前景。基于孔直径的大小可将多孔材料分为三类:孔径大于50nm的大孔材料(Macroporous materials),孔径介于2～50nm的介孔材料(Mesoporous materials)和孔径小于2nm的微孔材料(Microporous materials)。但是,由于孔径的限制,这三类材料的应用均存在一定的局限性。多级孔材料兼具通透性好、孔隙结构发达、体积密度小、比表面积和孔体积大等优点,打破了传统单级孔材料孔结构单一的局限,因此越来越受到研究人员的关注。然而,多级孔材料在制备中仍存在较多问题。例如,其合成过程通常会涉及到两种及两种以上的方法,制备工艺复杂;现有的多级孔材料的制备成本高,孔结构难以控制。因此,研究者们主要从优化多级孔材料的制备工艺以及降低生产成本等方面入手,制备出孔径均一且可控的多级孔材料。多级孔材料主要有大孔-介孔材料(Macro-mesoporous materials)、微孔-介孔材料(Micro-mesoporous materials)以及含有两种或多种不同孔径的介孔-介孔材料(Meso-mesoporous materials)。大孔-介孔材料常见的制备方法有模板法、发泡法、溶胶-凝胶法及熔盐法等;微孔-介孔材料的主要制备方法有化学活化法、模板法和水热法等;介孔-介孔材料的制备方法主要有水热法、模板法、溶胶-凝胶法及自组装法等。本文综述了近年来多级孔材料的最新研究进展,分别对大孔-介孔、微孔-介孔及介孔-介孔材料的制备方法进行了介绍,并简要分析了未来本领域研究的发展趋势。     

纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

隐身材料的研究进展

根据隐身原理，概述了隐身材料的研究现状和发展概况。重点介绍了雷达隐身材料、红外隐身材料、激光隐身材料，以及多波段复合隐身材料现状及研究进展。肯定了目前隐身材料方面取得的一些进展，指出今后隐身材料的发展会向着质轻、带宽、高效、耐久的方向发展，而且多波段兼容的隐身材料也会是未来隐身材料发展的趋势。     

Bioinspired Synthesis of Monolithic and Layered Aerogels

Aerogels are the least dense and most porous materials known to man, with potential applications from lightweight superinsulators to smart energy materials. To date their use has been seriously hampered by their synthesis methods, which are laborious and expensive. Taking inspiration from the life cycle of the damselfly, a novel ambient pressure‐drying approach is demonstrated in which instead of employing low‐surface‐tension organic solvents to prevent pore collapse during drying, sodium bicarbonate solution is used to generate pore‐supporting carbon dioxide in situ, significantly reducing energy, time, and cost in aerogel production. The generic applicability of this readily scalable new approach is demonstrated through the production of granules, monoliths, and layered solids with a number of precursor materials.     

材料信息学平台的研究现状发展趋势与作用

调查分析了材料信息学平台研究与应用的现状,指出了材料信息学平台已成为材料研发的最重要的设备之一,展望了新一代材料信息学平台的发展趋势, 概述了材料信息平台对于材料研究与发展的重要促进作用,认为材料信息学平台的应用将加速材料科学与工程的发展,引起材料研究模式的变革.     

关于多相材料的研究

多相材料是材料研究发展的必然结果。提出多相材料的研究,目的是要拓宽材料研究的视野,主张模糊各类材料的界限,运用纳米材料制备技术,博采和类材料制备工艺之所长,以使用上的要求为材料研究的准则,制作出低成本和高性能稳定性的材料。还强调在考虑材料研究中的问题时,始终以满足使用要求为目标,并不一味地追求材料的高性能,务求创新。提倡用逆向思维来考虑多相材料的研究,研究对象则针对于信息、能源、生物和环保领域的应