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【交叉科学论坛】2019年第7期

发布日期: 2019-05-17

  

       时   间:2019年5月20日 14:00-16:00

  地   点:求是楼426室

  主办单位:前沿交叉科学研究院

  

  报告人:江勇

  报告人简介

 

 

  江勇,中南大学材料学院教授、博士生导师、院长助理。1991-1998年先后获中南大学材料学学士、硕士。2000-2005年先后在美国克莱姆森大学和亚利桑那州立大学学习,获硕士和博士,2005-2007年美国Delphi汽车系统公司研究所任材料科学家,2007-2009美国加州大学圣芭芭拉分校材料系任博士后研究员,2009-2010年任研究副专家。2010年回国任中南大学“升华学者”特聘教授。2011年入选教育部新世纪人才计划。长期专注于材料表面和界面基础性研究,以及新合金、高温涂层、金属基复合材料等设计和制备新方法。目前已承担或参与国家自然科学基金项目4项、承担国家重大研发计划课题1项、国家973子项目1项、省部产学研重点项目1项。在Acta Mater、Scripta Mater、Phys Rev. B、Appl Phys Letts、J. Am Ceram Soc等期刊发表SCI论文70篇,引用1000次,单篇最高他引130次。Metall Mater Transc 主审委员(Key Reader)、Acta Metall Sinica 编委、中国材料研究会凝固分会理事、国家自然科学基金委和以色列科学基金评审人。

  

  报告题目:  Al合金中L12纳米析出相的形成热力学和热稳定性

 

       报告内容简介

       铝合金的服役温度过低,其关键原因是合金中纳米析出相的热稳定性不足。本文以Al-RE(稀土或近稀土元素)合金为例,基于第一性原理方法,首先计算研究了L12纳米析出相的体相和界面溶质偏析、界面能、共格应变能和形核功。进一步基于经典成核理论和第一性原理计算,评估了各种可能的L12相析出结构的形成热力学和相对稳定性,揭示了三元L12析出相倾向于形成(Al3Er-核+Al3Zr-壳)或(Al3Sc-核+Al3Zr-壳)结构的热力学本质,并预测核/壳之间能够保持稳定、清晰的界面。同时,讨论了温度、Er/Zr或Sc/Zr原子比对L12纳米相结构稳定性的影响。综合以上结果分析,能够确定Al-RE合金中形成核壳结构L12纳米相的热稳定性优势,同时可以为文献中各种不同的实验观测结果提供清晰解释。由此确立的计算研究方法,可以推广用于指导析出型合金析出相的优化设计。

 

  

  报告人:王怡人

    报告人简介

 

     王怡人,中南大学材料科学与工程学院讲师。2017年获得澳大利亚新南威尔士大学材料学博士学位。主要研究方向为基于第一性原理的材料缺陷工程研究,包括纳米功能氧化物与二维功能材料设计及性能调控,材料表面吸附与催化反应,合金界面和析出相研究。主持湖南省自然科学基金青年基金1项、参与国家重大研发计划项目和973项目各1项、国家自然科学基金面上项目2项。以第一作者或通讯作者在Chem of Mater, J Nuclear Mater, Scientific Reports, J Mater Chem C, J Phys Chem C, Mater Res Bull等国际学术期刊发表论文10余篇,累计引用次数200多次,单篇最高他引40次。

 

  报告题目:  PVD制备Ti、Zr薄膜界面结构和性能及其氢化相图

  

       报告内容简介

       Ti和Zr薄膜作为核能领域储氢材料的应用引起越来越多的关注。本文以单晶bcc-Mo(110)为衬底,采用电子束蒸发沉积方法分别制备了hcp-Ti和Zr两种多晶薄膜。采用XRD表征了薄膜界面的主要面向关系。第一性原理计算研究表明具有Burgers位向关系的Ti/Mo界面的界面能较低;而对于Zr/Mo界面,具有Pitsch-Schrader位向关系的界面能较低。差分电荷密度和Bader电荷分析进而证实,在两种薄膜的界面区域均可形成较强的共价-金属键。以上结果显示,以Mo(110)表面为衬底,采用物理气相沉积可以获得结合质量较高的hcp-Zr和Ti薄膜。采用第一性原理进一步计算预测了hcp-Zr和Ti的氢化相图,揭示了不同温度和氢气分压下制备ZrHx和TiHx(1≦x≦2)的结构稳定性和演变规律,可为后续实验制备和应用hcp-Ti和Zr储氢薄膜提供理论指导。

  

       报告人:钱锋

      报告人简介

 

  钱锋,挪威科技大学博士后,研究领域主要涉及金属材料的组织调控及性能优化、电子显微分析学(TEM)以及固态相变理论等。本科毕业于中南大学材料科学与工程专业。博士阶段就读于英国谢菲尔德大学材料系,师从W Mark Rainforth院士,研究方向为新型汽车用中锰马氏体时效钢的微观组织及其力学性能研究。目前在挪威科技大学主要从事航空用高温/高强/耐蚀铝合金的微合金化成分设计、组织表征以及机理研究。迄今为止,以第一/通讯作者身份在Acta Materialia,Materials Science and Engineering: A,Materials Characterization等金属材料领域重要期刊上发表多篇论文。申请中国发明专利1项(排名2/2),欧洲发明专利1项(排名1/2)。参与TATA钢铁联合项目一项(排名2/2),欧洲经济区(EEA)基金一项(排名2/3)。

  

  报告题目:Enhanced precipitation in 2xxx, 3xxx, 6xxx alloys by Cd additions: A correlative HAADF-STEM, APT and DFT study

  

       报告内容简介

  为应对持续升级的能源危机和严重的环境污染等问题,轻量化研究一直是当今结构材料发展的一个重要方向,而提高结构材料的比强度是实现轻量化的最重要手段。本工作以在2xxx, 3xxx, 6xxx和7xxx系铝合金中添加微量Cd元素为例,利用HAADF-STEM、APT以及DFT等技术,研究微合金化对铝合金的析出行为以及析出强化作用的影响。研究表明Cd元素在不同铝合金中对析出相组织以及析出强化作用有着不同程度的影响,并且利用DFT机算成功解释了实验中观察到的Cd在各合金析出早期团簇阶段的不同作用,也以此对后期的变异析出相组织进行了合理解释。本工作的结果可为寻找其它微合金化元素来提高铝合金析出强化作用提供思路。并且本工作中所采用的APT+DFT方法,可以推广至其它微合金化铝合金乃至其它时效强化合金(如镍合金,镁合金等)早期析出行为的机理研究中。

  A small addition of Cd is demonstrated to substantially enhance the precipitation of age hardening precipitates in 2xxx and 6xxx alloys and the dispersoid precipitation in 3xxx alloys, but has a minimal effect on the precipitation hardening in 7xxx alloys. High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy, atom probe tomography and density functional theory calculations are utilized to investigate the role of Cd in the nucleation stage of precipitates/dispersoids as well as the modified precipitation behaviour during the later stages in Cd-containing 2xxx, 3xxx and 6xxx alloys. The mechanisms by which Cd additions enhance the nucleation of precipitates/dispersoids were proposed for each case, and the reason for the negligible effect in 7xxx alloys was also discussed. A comparison of the underlying mechanisms provides a better understanding of the effect of Cd addition on the precipitation behaviours, which facilitates the future design of precipitation-strengthened Al alloys via micro-alloying approach.