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李曉剛教授團隊在高強韌耐蝕金屬材料研究方面取得重大進展

作者: 日期:2020-06-18 來源:
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近日,李曉剛教授的材料服役性能大數據團隊,創新耐蝕合金設計理念,發現一種加工性能優異、高強韌、抗腐蝕和抗氫脆斷的單相CoNiV合金●。該合金室溫下抗拉強度超過1Gpa,延伸率超過80%,抗稀酸腐蝕能力類似奧氏體不銹鋼,抗氫脆斷性能遠高于現有的絕大部分金屬材料及合金,在核電、海洋、氫能、石油化工等領域有著巨大的應用前景●。國際著名學術期刊Nature Communications以A strong and ductile medium-entropy alloy resists hydrogen embrittlement and corrosion為題在線報道了這一重要研究進展,這也是該期刊近年來為數不多報道耐蝕金屬材料類的研究論文●。

高強韌、抗稀硫酸腐蝕、抗氫脆斷對金屬材料的長壽命和服役安全具有重要的意義,不僅是耐蝕金屬結構材料領域重大的前沿科學問題,而且屬于工程應用的極限●。考慮可加工性、高強韌、抗腐蝕和抗氫脆斷之間互相矛盾的難點和特點,研究團隊與韓國高麗大學、德國馬普學會團隊合作,經過長期攻關,創新合金設計理念,以腐蝕大數據、機器學習和相圖計算作為指導合金設計的切入點,高通量刪選可行性合金元素,設計出制備工藝簡單、加工性能良好、高強韌的單相固溶體合金,實現了高強度與抗腐蝕、抗氫脆斷三者的有機統一●。該合金綜合的性能取決于單相固溶體、低的氫擴散系數、形變過程產生的孿晶組織以及表面的超強耐蝕鈍化膜●。

圖1 合金冷軋退火后的單相固溶體組織形貌和3D-APT圖

圖2 合金在變形加載后的顯微結構變化

圖3 合金在硫酸環境中的腐蝕行為和表面鈍化膜成分

這一研究成果大幅度拓寬了高強韌耐蝕合金的設計理念和應用,為開發兼具結構功能一體化高品質耐蝕金屬材料開辟了新的途徑和方法,標志著我校在耐蝕金屬材料領域的科研水平上了一個新臺階●。此項工作也得到科技部、國家自然基金委、歐盟第七框架計劃經費的支持●。

論文鏈接:


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    


    
    
    

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