块体非晶合金原子尺度下的变形机理及动态纳米晶化过程-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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块体非晶合金原子尺度下的变形机理及动态纳米晶化过程

项目名称：块体非晶合金原子尺度下的变形机理及动态纳米晶化过程
项目类别：国际(地区)合作与交流项目
批准号：51010001
申请代码：E010301
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2014-12-31

项目负责人：吕昭平
负责人职称：教授
依托单位：北京科技大学
批准年度：2010

中文摘要：

块体非晶合金具有独特的力学，物理和化学性能，具有重要的科学和工业意义，但其基本科学问题仍未认清。本申请以实时（in-situ）测量块体非晶合金在不同应力和温度下的原子结构动态变化过程为基础，一是把原子排列的中短程有序结构特征在应力作用下的变化规律及有序化机制同宏观变形行为联系起来，二是把晶化过程中的原子运动同结构及化学有序化的动态机制联系起来，深入理解块体非晶合金在应力和温度作用下的原子结构演变规律及其与宏观性能之间的关联，为块体非晶合金的强韧化提供理论依据。

中文主题词：块体非晶合金；原子尺度变形机理；动态晶化机理；非晶合金复合材料；强韧化机理

英文摘要：

Bulk metallic glasses (bulk amorphous alloys)；deformation mechanism；nanocrystallization mechanism；metallic glass composite；toughening mechanism

英文主题词： Bulk metallic glasses (bulk amorphous alloys)；deformation mechanism；nanocrystallization mechanism；metallic glass composite；toughening mechanism

结论摘要：

块体非晶合金具有独特的力学，物理和化学性能，具有重要科学和工业意义。但其基本科学问题仍未认清。本申请以实时测量块体非晶合金在不同应力和温度下的动态变化过程为基础，一是把块体非晶原子排列的中短程有序结构特征在应力作用下的变化规律及有序化机制同宏观变形行为联系起来，二是把晶化过程中的原子运动物理同结构及化学有序化的动态机制联系起来，深入理解块体非晶合金在应力和温度作用下原子结构的演变规律及其与宏观性能之间的关联，为非晶合金的强韧化提供理论依据。项目开展期间，在非晶合金的原子结构及其与性能的关联、非晶合金的形变与强韧化、新型非晶合金的开发与应用等方面取得了重要成绩，在揭示非晶合金原子排列的普遍规律、非晶合金的形变与强韧化机理方面取得突破性进展，达到了国际先进水平，为非晶合金的实际应用提供了基础理论。首先对非晶态合金三维原子结构及其与本征特性的关系进行了研究，在分析大量BMG中原子分布规律的基础上，提出了非晶合金原子堆垛普适模型，并对非晶态合金和液态金属的结构差别进行了系统研究。通过对非晶合金进行变形过程中的原位中子衍射研究，得出了非晶合金变形过程中的中、短程序变化特点，据此提出非晶合金的变形机制。对非晶合金的动态纳米晶化的研究，通过原位中子衍射对非晶合金晶化过程中的连续形核现象及抗晶化能力研究，阐明了非晶合金在无长程扩散条件下的纳米晶化过程和机理。在此基础上开发了多种具有优异力学性能的块体非晶及其复合材料。将TRIP效应应用于非晶合金，成功制备了具有大的拉伸塑性和加工硬化能力的块体非晶复合材料，并对其形成机理，力学行为特点，韧塑化机理和性能优化，拓展应用进行了系统的研究。利用相分离手段制备了厘米级的块体非晶复合材料。利用非晶合金晶化特点的研究开发了高性能铁基非晶纳米晶软磁功能材料。项目开展期间已发表学术论文32篇，申请专利35项，授权12项，培养硕士生8名，博士生 4名，其中1人获得全国百篇优秀学位论文提名，1人获得北京市优秀博士学位论文。项目组成员1人获得国家自然科学基金优秀青年科学基金支持。

成果综合统计