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  • 张哲峰
    简 历:张哲峰,1970年生,中国科学院金属所研究员、杰青、科技部“中青年科技创新领军人才”、中组部“万人计划”。从事金属材料力学行为、强韧化机制、疲劳损伤与寿命预测、断裂机制与强度理论研究,在Nature Mater.、Prog. Mater. Sci.、Phys. Rev. Lett.、Acta Mater等刊物上发表SCI论文450余篇,被SCI论文引用10000余次,2014-2018年入选爱思维尔中国高被引用作者榜单。申请或授权专利40余项。
    题 目:高熵合金及面心立方金属强度与塑性同步提高机制探索
    摘 要:强度和塑性是金属结构材料重要的力学性能指标,然而强度与塑性通常呈倒置关系,即提高强度导致塑性降低,反之亦然。因此,如何同步提高金属材料的强度与塑性是国际学术界重要的科学问题。本报告以高熵合金、铜合金、孪生诱发塑性钢等面心立方金属材料为研究对象,通过改变上述金属材料的合金成为、应变速率及变形温度,开展了系统的拉伸实验与微观组织及变形机制研究。结果表明:通过合金设计、降低应变速率和变形温度均可实现上述金属材料强度与塑性的同步提高,而微观组织或晶粒尺寸改变无法打破强度与塑性之间的倒置关系。结合微观变形机制分析,提出了临界捕获距离和临界塞积距离的概念,揭示了面心立方金属强度与塑性同步提高的内在机制。
    张勇
    简 历:张勇,1998年获得博士学位,2004年评为教授,提出了溶体构型熵和混合焓比值参量W,用来评价材料的构型熵值,已被大量文献证明可以有效的预测固溶体和非晶相的形成。主讲课程《高熵合金的发现和发展》;2019年出版英文专著High Entropy Materials, A Brief Introduction,Springer出版社。获得了2018年国家自然科学二等奖《块体非晶合金的结构和强韧化》。
    题 目:高熵合金柔性材料
    摘 要:材料一般分为刚性材料和柔性材料,目前大部分高熵合金的研究集中在刚性材料方面,即实现强韧化;但是随着人民生活水平的提高,实际上柔性材料越来越受到了重视。这里的高熵合金柔性材料主要集中在薄膜、纤维、和高熵合金箔等具有可以弯折特性的材料,本报告将综述这方面目前的发展现状,和将来的发展方向。
    张海峰
    简 历:张海峰:中科院金属研究所研究员,中科院特聘研究员,国家杰出青年基金和科学院百人计划获得者。主要从事非晶及其复合材料的形成机理、性能、制备技术与应用研究工作。合作出版专著1部,发表SCI收录论文300余篇,授权国家发明专利50余项;获省部级科技一等奖3项,二等奖2项。
    题 目:快速凝固亚稳合金催化材料的制备与性能
    摘 要:快速凝固亚稳合金催化材料与常规催化材料比较有如下优点:不受合金平衡相的限制,可以获得过去一般方法所不能获得的新型组份和结构;各元素分布更加均匀;表面能高,形成的活性点多,而且具有高强度、耐腐蚀性等。本文介绍了快速凝固亚稳Ni-Al-Cr-Fe合金和Fe-Si-B合金的结构特征,以及在加氢反应和染料降解脱色反应中的催化性能。结果表明:快速凝固亚稳合金催化材料不仅具有高的催化活性,而且具有优异的选择性和稳定性。
    于海滨
    简 历:于海滨:教授,从事非晶态材料和物理研究。以实验和理论模拟相结合的方式,建立了金属玻璃弛豫动力学的研究方法。代表研究包括(1)揭示金属玻璃塑性变形与次级弛豫之间的联系;(2)建立金属玻璃弛豫的分子动力学模拟方法;(3)澄清了金属玻璃中次级的原子运动机制。在Physical Review Letters(4篇), Nature Communications(2篇), Advanced Materials(1篇),Science Advances(1篇)等期刊上发表论文30余篇,总引用1500余次,H因子20。
    题 目:从原子角度理解金属玻璃弛豫和稳定性
    摘 要:金属玻璃是典型的无序体系,其中存在多种动力学过程,称为弛豫。弛豫对金属玻璃的力学、磁学等性能有着显著的影响。然而,由于结构的无序,理解这些弛豫的微观机理具有很大的难度。由于金属玻璃原子结构的无序性和复杂性,计算机模拟是联系宏观性能和微观结构的重要手段。提出并实现了弛豫过程的分子动力学模拟方法。解释了金属玻璃次级弛豫的原子机制;澄清了塑性变形和玻璃转变之间的联系。并预测了外加应变引起的液体动力学性质的转变;预测了在线性影响区间的非线性弛豫过程;预测了Al基金属玻璃新的弛豫过程。上述模拟预测也得到了实验证实。
    王军强
    简 历:王军强:中科院宁波材料所研究员,博士生导师。2005年毕业于东北师范大学物理系,2010年博士毕业于中国科学院物理研究所,2010年-2014年先后在日本东北大学和美国威斯康辛-麦迪逊大学做博士后研究。2014年9月加入中科院宁波材料技术与工程研究所担任研究员和博士生导师。主要研究非晶合金的非平衡亚稳特征调控及其对功能特性的影响研究和新材料研发。目前在Adv Funct Mater,PNAS,Acta Mater,Phys Rev Mater,APL等著名期刊上发表60篇文章,引用1500余次;出版2部英文专著。担任Adv Mater, Adv Funct Mater, APL等杂志审稿人。2012年荣获国际非晶纳米晶年会(ISMANAM)“青年科学家奖”,2015年入选中科院百人计划,2016年入选浙江省千人计划,2017年获浙江省自然科学基金杰出青年基金。
    题 目:非晶合金中弛豫与晶化动力学的关联性研究
    摘 要:晶化和弛豫是非晶合金的两个亚稳态本征特征,二者对非晶合金的性能都具有重要影响。然而,两种现象往往都是相互独立研究的,其内在关联仍然不完全清楚。我们以金基非晶合金为模型,使用闪速差示扫描量热仪研究了非晶合金能量状态及弛豫模式对晶化的影响,建立了非晶合金在升降温过程中玻璃态、液态、晶态之间的相转变图。发现处于相图不同位置的非晶合金晶化行为迥异:快速降温得到的非晶其过冷液体晶化速率更快。发现beta弛豫含量与晶化体积分数之间存在明显的关联性,beta弛豫含量越高,其晶化越困难。该结果从新的角度证明了非晶与过冷液体之间存在遗传特性,意味着可以通过调控非晶合金的状态来控制过冷液体的晶化行为。
    沈宝龙
    简 历:沈宝龙:工学博士,东南大学材料科学与工程学院教授,国家杰出青年科学基金获得者。从事非晶纳米晶合金材料研究20余年,在Nat. Mater., Adv. Mater., Mater. Today, Acta Mater., PRB等学术刊物上发表SCI论文180余篇,获授权国内外发明专利20余项。先后主持国家“863计划”、国家自然科学基金(杰青、重点、面上)、JWKJW前沿探索及基础加强等省部级以上科研项目20余项。相继入选中科院“百人计划”、江苏省“双创计划”及国家“千人计划”等人才计划。
    题 目:铁基软磁块体非晶合金的制备及塑变行为研究
    摘 要:本研究工作制备了Fe56Ni20Mo4P11C4B4Si1及Fe39Ni39B12.82Si2.75P4.13Nb2.3两种新型铁基软磁块体非晶合金,并研究了塑性变形行为及软磁性能。通过在FeMoPCB体系中添加Ni和Si元素,制备了塑性应变7%,饱和磁感应强度0.93 T,矫顽力1.9 A/m的Fe56Ni20Mo4P11C4B4Si1块体非晶合金,该非晶合金变形过程表现为自组织临界状态,具有稳定的剪切带动力学。此外,调整FeNiBSiPNb体系中Fe/Ni和B/P比,制备了断裂韧性72.3 MPa m1/2,塑性应变9.8%,饱和磁感应强度0.86 T,矫顽力0.65 A/m的高损伤容限Fe39Ni39B12.82Si2.75P4.13Nb2.3块体非晶合金,其超高的断裂韧性归因于大的自由体积、高含量金属-金属键和高结构无序度导致的大量均匀分布的潜在剪切转变区。本工作在探索制备高性能铁基非晶合金的基础上,研究了非晶结构和塑性之间的关联性,为开发大塑性磁性块体非晶提供了新的方向和一定的理论依据。
    柳林
    简 历:柳林,华中科技大学教授, 博士生导师,华中学者,材料成形与模具技术国家重点实验首席教授。《Scientific Reports》,《Frontier in Materials》,《AIMS Materials Science》等学术期刊编委。入选教育部“新世纪优秀人才计划”和武汉市“学科带头人计划”。主要从事非晶合金、高熵合金、非晶涂层、纳米多孔金属、金属3D打印等方向的研究。先后承担973课题、国家自然科学基金重点项目、国防预研重点项目等30余项,获国家发明专利18件。在Nat Comm、 Acta Mater等材料科学领域的著名期刊上发表论文220余篇。30余次在国际会议上做邀请报告。
    题 目:非晶合金的成形技术
    摘 要:非晶合金因其具有原子排列长程无序的特殊结构特征而表现出一系列优异的物理、化学和力学性能,如高强度、高弹性、以及优异的耐磨耐蚀性能。但非晶合金固有的本征室温脆性以及难加工性阻碍了这类材料的工程应用。能否方便地实施非晶合金的成形与加工是突破其工程应用瓶颈的关键。本报告将介绍作者所在的团队近年来在非晶合金成形与加工方面的研究进展,包括:非晶合金在过冷液态区的热塑性微成形、激光3D打印成形以及超音速热喷涂成形。重点介绍各成形技术的原理,成形工艺对非晶合金微结构及性能的影响,分析各成形技术存在的问题和拟解决途径。最后,展望非晶合金成形构件在一些关键领域的潜在应用。
    汪卫华
    简 历:汪卫华:男,1963年生。中国科学院院士,中国科学院物理研究所研究员。长期从事非晶材料的基础及应用基础研究。实现了非晶合金组成和性能的半定量预测和调控,研制出多种新型非晶材料。曾获国家自然科学奖二等奖,国家发明奖二等奖,国家科技进步奖二等奖,周培源物理奖。
    题 目:材料基因工程理念在非晶合金材料探索中的应用
    摘 要:材料基因工程是近年来以加速材料研究和材料探索为主要目标的新理念,其中的高通量实验是在海量样品中直接优选新材料、获取实验大数据的基本手段。在高通量实验中,组合制备能够实现系列样品的平行合成,结合结构和性能的高通量表征,材料基因工程可在短时间内筛选出具有预期特性的新材料,大幅提高新材料研发的效率。报告主要介绍材料基因工程理念在非晶合金材料领域的应用进展。介绍最近物理所采用材料基因工程理念和独特的高通量实验方法,在高性能非晶合金的成分设计和探索中取得的突破,通过快速筛选研制出的高温高强非晶合金材料新体系。证明材料基因工程和高通量实验方法可望突破成分多样性和复杂性造成的合金材料探索所遇到的瓶颈,实现合金新材料的高效探索,获得更多高性能合金材料,拓宽非晶合金在高技术领域的应用范围。
    马明臻
    简 历:马明臻,男,1955年生,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室/材料科学与工程学院,二级教授/博士生导师,享受国务院政府特殊津贴专家。主要从事块体非晶合金的成分设计、玻璃形成性能力、组织与性能调控以及锆基块体非晶合金铸造过程的流动行为、传质传热规律和应用研究。
    题 目:锆基块体非晶合金的流动性及铸造成形
    摘 要:Zr基块体非晶合金的优良性能和极高的玻璃形成能力以及低的临界冷却速率,是现有非晶合金体系中最具应用价值的高强度结构材料。但是,在临界铸造尺寸附近进行大尺寸Zr基块体非晶合金的铸造成形,还有许多问题没有搞清。比如液固界面的扩散、铸型的器壁效应、溶体快速冷却热传输的界面阻力、熔体的形核动力学等因素,对Zr基块体非晶合金的玻璃形成能力和凝固行为都会产生重要的影响。本研究以铸件形成理论和金属凝固原理为指导,重点开展了Zr基块体非晶合金铸造过程的液固界面的扩散、铸型的器壁形核效应、溶体快速冷却热传输的界面阻力、熔体的形核动力学等因素对Zr基块体非晶合金的玻璃形成能力和凝固行为的作用机理和规律研究。
    李工
    简 历:李工:燕山大学教授。长期从事极端条件下,多组(主)元金属材料亚稳态材料(非晶态合金及高熵合金)结构演化及结构性能关联性研究。在Phys.Rev. Lett., Appl. Phys.Lett., Acta Meta.等刊物上发表论文120余篇,荣获2012年国家技术发明二等奖。
    题 目:多组(主)元金属材料潜在应用
    摘 要:本报告总结了多组(主)元非晶态合金发展及研究演化--高熵合金材料的兴起与研究动态。尤其在高压、强变形下,合金材料的显微结构演化与结构性能关联。同时总结了基于成分设计及微结构调控获得多尺度性能优良高熵合金的研究现状,并对高熵合金及其复合材料的潜在应用做了展望。
    吕昭平
    简 历:吕昭平,男,1970年,材料科学与工程专业博士,教授,博导,北京科技大学副校长,中国材料研究学会理事,中国材料研究学会非晶合金与金属间化合物分会主任。国家杰出青年科学基金获得者,长江学者,国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”,入选国家“万人计划”科技创新领军人才,获国家自然科学二等奖1项,教育部自然科学一等奖1项,二等奖1项,《金属间化合物》(Intermetallics)杂志主编,《材料通讯》(Materials Letters)编委,《科学通报》(Chinese Science Bulletin)杂志编委。长期从事新型高性能钢铁材料、块体非晶合金及高熵合金方面的研究工作,在超高强度钢铁材料开发,非晶与高熵合金的结构与强韧化方面取得了卓有成效的学术成绩,一项成果入选2017年中国科学十大进展。主持国家自然基金委重大项目、重点项目、重大国际合作项目、973项目等多项国家级研究课题。在《自然》(Nature)、《科学》(Science)、《物理评论快报》(Physical Review Letters)、《先进材料》(Advanced Materials)等学术刊物上发表论文200余篇,总引用10000余次,申请中国发明专利63件,授权发明专利23件。获批美国发明专利2项,成功转化1项。做国际学术大会主旨和特邀报告70余次,承办/协办国际会议30余次。
    题 目:高熵非晶合金研究现状与展望
    摘 要:高熵非晶合金是兼具高熵合金多主元的成分特征和非晶合金长程无序的原子结构堆垛特性的一种新型无序合金。由于其独特的成分和结构特征,高熵合金显示出一系列独特的物理、化学和力学性能。因此,自从高熵非晶合金被发现以来就引起了广泛的关注。本报告第一部分将对高熵非晶合金当前的研究进展进行简要回顾,主要介绍高熵非晶合金在成分、结构和性能方面的特性及相关研究进展。报告第二部分将结合我们课题组近年来在高熵非晶方面开展的系列工作,提出高熵非晶合金领域亟待解决的几个科学问题:
    (1)如何理解高熵效应对高熵非晶形成的影响?传统非晶合金的设计中,合金化是提高非晶形成能力(GFA)的有效方法,其实质是利用合金化多组元提高合金的复杂性(即:“混乱法则”)。高熵非晶由于其多主元(至少5元)、等原子比(或近原子等比)的成分特征,具有高混合熵的特点。依据“混乱法则”,高熵效应有利于非晶结构的形成。然而,研究发现高熵非晶相对于传统非晶具有较差的GFA。同时,研究还发现高熵非晶的GFA与其热稳定性之间存在异常关系。
    (2)高熵非晶合金的结构与热力学特性:高熵合金中的高熵效应和缓慢扩散效应对其组织结构和性能产生重要的影响。这些效应对高熵非晶合金的结构与热力学性质的影响如何?我们初步研究表明,相对于传统非晶,高熵非晶具有更加均匀的原子堆垛结构。同时还发现,高熵非晶的过冷液体具有异常小的过剩比热容。这些现象的物理本质值得进一步深入研究。
    (3)高熵非晶的异常热稳定性:非晶合金中诸多物理现象相关(如:玻璃转变驰豫、晶化等)与其热稳定性密切相关。由于高熵效应和缓慢扩散效应,高熵非晶在加热过程中显示出独特的晶化行为。研究发现,与常规非晶合金不同,高熵非晶差热分析(DSC)曲线上的第一个放热峰不是晶化导致的,而是过冷液相区发生了原子结构的有序化。而且,高熵非晶具有异常缓慢的纳米晶化动力学。因此,有望通过高熵非晶的晶化制备均匀分布的新型高熵块体纳米结构材料。
    李毅
    简 历:李毅,新加坡国立大学终身教授职位。2011年作为国家“千人计划”获得者被引进到中国科学院金属研究所。担任沈阳材料科学国家中心材料动力学研究部主任,博导。主要专注于非平衡金属材料(包括构筑材料)和块体非晶合金的制备和性能研究。在国际一流学术刊物上发表SCI论文270余篇(包括Science,Nature Communication,PRL,Acta Materialia), 多次在国内、国际会议作要邀请报告。
    题 目:非晶合金的回春及其极限
    摘 要:非晶合金在热力学上是一种亚稳态,在不同制备条件下会呈现出不同玻璃态或能。通常条件下,非晶合金会发生由高能态向低能态转变,即结构弛豫/老化(relaxation)。非晶合金会发生由低能态向高能态转变,既“回春”或“年轻化”(Rejuvenation)。作为结构弛豫的逆过程,回春处理可以有效提高非晶合金的能态,引入更多流变单元和自由体积进而显著改善其室温变形能力。此外,通过回春处理可获得极高能态非晶合金。高能态非晶合金独特的原子排列也为深入认识非晶态材料的微观结构和非晶态本质提供理想模型。我们将汇报回春现象研究的最新结果包括如何实现极度回春以及其机制。
    操齐高
    简 历:操齐高,博士,高级工程师,西北有色金属研究院电子材料所所长,稀贵金属功能材料。主持和领导完成国家军工配套项目、863计划子课题、国防973计划专题、重点研发计划课题、省基金、省科技新星、省重点研发计划、企业技术开发及院自主新产品开发等项目30余项。获中国有色协会科学技术三等奖一项、发表论文30余篇、授权专利15件。
    题 目:高熵合金纳米材料的制备与性能初探
    摘 要:采用传统溶液化学法或者物理方法制备多元合金纳米粒子依然存在较大挑战,即使采用“碳热冲击法”其过程控制也十分严苛。为此,我们提出了一种气溶胶辅助石墨烯载高熵合金纳米材料的制备方法,即利用气溶胶的高分散性使3~7种金属盐前躯体均匀负载于石墨烯片层上,然后在氢热还原气氛下使前躯体盐分解并被还原,从而获得石墨烯载高熵合金纳米粒子。采用该方法可以制备PtCoNi、PtCoNiCuFe及PtCoNiCuFeIrRu等含多种互不相溶元素的高熵合金纳米粒子,其形貌、尺寸、元素组成和含量均可根据需要进行调控。对七元合金材料进行了电催化甲醇氧化性能测试,其催化氧化活性是商业Pt/C催化剂的4~5倍,同时具有相当的耐久性。采用该方法制备新型高熵合金纳米材料,展现出巨大的研究价值和应用前景。
    董闯
    简 历:董闯,男,1963年生,博士,教授,国家杰出青年自然科学基金获得者,长江学者特聘教授。著有1部专著及500余篇核心SCI检索论文,他引6000余次,h-index 40,授权国家发明专利40余项。从事材料设计、合金研发以及表面改性研究,发展出基于近程序结构的材料成分设计方法,解释了多种材料的成分规律,在其指导下高效研发了新合金,并在薄膜材料领域有所贡献。
    题 目:基于团簇模型的不锈钢合金化再认识
    摘 要:本报告通过引入团簇加连接原子模型,分析不锈钢的化学近程序结构,试图澄清不锈钢成分配方的根源。我们首先介绍固溶体中的化学近程序结构模型,即“团簇加连接原子”模型,把近程序描述成第一近邻配位多面体(这里简称团簇)以及位于团簇之间的连接原子,看似复杂的合金成分可表述为简单的成分式:[团簇](连接原子)。我们从理论上证实,这种描述方式给出了类分子的结构单元,满足特定结构单元的成分式实现了溶质的均匀分布。各种不锈钢虽然成分各异,均满足原子总数为16的团簇加连接原子成分式。我们把所有不锈钢的成分均做了解析,指出它们只是数种团簇加连接原子成分式的体现,在团簇成分式的框架下,通过控制当量,能实现钢的组织设计。最后,我们将讨论钢中的当量问题,给出依据相图特征的当量定义,解释了源自经验的Ni和Cr当量系数。