非晶合金在高于200℃的环境下将会发生结构驰豫甚至晶化,并引起脆化。但原子层次的热失稳机理并不清晰,现有的改善方法效果有限。这限制了这种"双绿色"节能材料的使用范围。项目组前期的研究发现,非晶合金及熔体中原子堆垛构型对其稳定性具有重要影响。本项目将继续研究ZrCuAl(块体)、Fe-(Si/P/Zr/Hf)-(B/C)(带材)和AlCoCrFeNi(高熵合金)三种典型非晶合金系,利用球差矫正扫描透射电镜、X射线光电子能谱仪、液态金属粘度仪等结合第一原理、分子动力学等模拟计算方法,研究热场下非晶合金中三维原子堆垛构型的演化过程与失稳机制。基于熔体与非晶态合金的材料基因遗传特征,考察电子结构和化学成键,分析组元类型、原子堆垛构型对有序化和晶化驱动力的影响,探索非晶合金在热场下失稳条件及稳态决定因素。本项目将为开发高热稳定性的非晶态合金提供新的视角,为扩大非晶合金的使用范围奠定理论基础。
英文主题词amorphous alloy;atomic clusters;thermal stability;ultra-thin sample preparation;three-dimensional reconstruction