国内高熵合金研究团队及研究方向
2024-12-06 13:38:55 作者:石头 来源:合金与摩擦学 分享至:

 1)上海大学先进无序合金团队

 

研究方向:致力于新型高熵合金的成分设计、微观组织调控、工艺优化、性能提升和构件成型等方面的研究。例如,通过火花等离子烧结技术成功制备了含有原位合成TiB₂纳米颗粒的高熵金属间化合物基复合材料,展现出优异的抗拉强度;采用直接能量沉积技术,调控工艺参数制备出高度致密且力学性能优异的高熵合金,发现其亚稳态核壳沉淀强化效应和独特的多级台阶状滑移波特征;还对选区激光熔化技术制备的高熵合金进行时效处理,实现了力学性能和耐蚀性能的平衡;此外,从榫卯接头中汲取灵感,在3D打印的高熵合金中设计机械互锁网络,增强了合金的力学性能。

2)北京科技大学吕昭平团队

高熵合金的弹性稳定性与非晶化研究:通过原位力学测试和透射电子显微镜的原子分辨率表征,研究高熵合金在拉伸载荷下的弹性稳定性。发现高熵合金在约10%的弹性应变时,晶格会经历非晶化转变,且合金中主要元素的数量是触发非晶化的关键因素,合金的局部原子环境不均匀性是抑制位错形核的主要原因。

高熵合金的韧化机制研究:与浙江大学、香港城市大学等合作,对等原子比的体心立方结构的HfNbTiZr高熵合金中由于局部成分起伏引起的韧化机制进行深入研究。利用三维原子探针层析技术和原子级分辨率的扫描透射电子显微技术观察到高熵合金中原子尺度范围的化学成分涨落,以及其与位错之间的动态交互作用,揭示了由局部化学涨落介导的韧化机制。

3)大连理工大学卢一平团队

共晶高熵合金的设计与性能研究:将共晶合金概念引入高熵合金的设计,提出并建立了共晶高熵合金设计理念和物理模型,解决了高熵合金铸造流动性差以及成分偏析严重的瓶颈难题。开创了共晶高熵合金这一高熵合金的亚类分支研究领域,对其铸造性能、力学性能和耐腐蚀性能等进行深入研究,探索其在航空航天、能源、汽车、医疗等领域的应用潜力。

4)北京理工大学高熵合金团队

研究方向:涵盖高熵储氢合金、固态储氢装置、金属氢脆和疲劳断裂等。例如,研究高熵合金的储氢性能,探索不同成分和结构的高熵合金对氢的吸附、储存和释放特性,以及如何通过优化合金成分和制备工艺来提高其储氢容量和动力学性能;同时,也关注高熵合金在氢环境下的力学性能变化,如氢脆现象对合金强度、韧性等的影响,并开展相关的疲劳断裂研究,为高熵合金在储氢领域的应用提供理论支持和技术保障。

5)北京理工大学材料学院马兆龙、程兴旺课题组

研究方向:聚焦于异质结构高熵合金的设计与性能研究。通过在中熵合金中构建多重异质结构,如高体积分数的纳米沉淀物、可剪切和不可剪切的金属间化合物以及具有异质晶粒结构的低层错能基体,实现了合金强度和塑性的协同提升,为超强韧性金属材料的设计提供了新的思路和方法。

(Progress in Materials Science 136 (2023) 101106)

6)南方科技大学徐强团队

研究方向:主要集中在纳米高熵合金的制备及其在能源领域的应用,尤其是作为可充电锌-空气电池的氧电催化剂。通过金属有机框架介导合成纳米高熵合金,优化合金成分和载体结构,提高其双功能电催化活性和稳定性,为开发高性能的能源存储和转换设备提供了新的电极材料选择.

7)南方科技大学逯文君团队

研究方向:专注于生物高熵合金的研发。通过第一性原理计算与实验相结合的方法,设计并制备了兼具低弹性模量与良好塑性的亚稳生物高熵合金,如TiZrHfTa合金,突破了传统生物医用合金无法兼顾低弹性模量和高塑性的瓶颈,在医用领域具有重大应用前景。

8)上海交通大学孙宝德团队

增材制造高熵合金:采用激光熔化沉积等增材制造技术制备高熵合金,如VNBTiSi轻质难熔共晶高熵合金等,深入研究不同工艺参数对高熵合金微观结构和力学性能的影响,筛选出最佳工艺参数,以获得无裂纹、性能优异的高熵合金部件。

成分设计与相稳定性调控:针对不同体系的高熵合金,如FeCoNiAl系高熵合金等,研究其合金成分、微观结构与力学性能、功能性之间的关系,通过调整合金成分、优化制备工艺等手段,实现高熵合金的组织调控和性能优化,以满足不同工程领域对高性能材料的需求。例如通过降低BCC相的稳定性和变形温度,在TiZrHfNbx合金中激活孪生诱发塑性效应,显著增强合金的应变硬化能力,从而获得合金强度和塑性的协同提升。

9)哈尔滨工业大学化工与化学学院于永生教授团队

研究方向:侧重于高熵合金能源电催化领域的研究。通过单原子掺杂和应变工程等手段,改变高熵合金电催化剂的性能,增强其在甲醇氧化等电催化反应中的效率,为开发耐一氧化碳中毒的燃料电池电催化剂开辟了新途径。

10)北京科技大学惠希东教授团队

研究方向:着力于开发具有海洋应用前景的高强度高熵合金。成功制备了新型的高铜含量的NiMnFeCrAlCu多主要元素合金,该合金具有优异的屈服强度和极限抗拉强度,以及良好的耐腐蚀性和抗生物污垢能力,为海洋工程材料的升级提供了新的选择.

11)中国科学院金属研究所

高熵合金的制备与应用基础研究:开展高熵合金的制备工艺研究,探索不同制备方法对高熵合金组织和性能的影响;同时进行高熵合金在不同领域应用的基础研究,为其实际工程应用提供理论依据和技术支持

12)西北工业大学王锦程教授研究团队

异质结构高熵合金强韧化机制研究:引入非均匀析出相,克服不完全再结晶组织力学性能随再结晶分数变化而显著变化的问题,研究发现非均匀析出相区域间异质变形可充当额外异质变形应力源,稳定高熵合金的强度和延展性,揭示了不连续粗化是形成异质析出相的物理机制,为提高异质结构高熵合金的可加工性和性能稳定性开辟新途径。


(Progress in Materials Science 136 (2023) 101106)

13)西安稀有金属材料研究院

高性能高熵合金材料研发:致力于高强塑高熵合金的研发,如申请的高强塑TiNbAlCr高熵合金伽马屏蔽材料专利,通过调控高熵合金组成元素和摩尔配比,增强元素混合效应和晶格畸变效应,提高材料的强塑性和伽马射线屏蔽性能,同时优化原料熔炼工艺和高温均质化处理工艺,确保材料性能。

14)有研工程技术研究院

高强高熵合金丝材制备:研究高强Zr系高熵合金丝材的制备方法,通过严格控制ZrTiNb等元素的原子比以及Al元素的含量,获取单一β固溶体相结构,保证合金冷变形加工能力的同时强化丝材的力学性能,开发出直径一致性良好、抗拉强度高、塑性应变量大的成品丝材。

 

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