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        1. 2021-10-25
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          我院碩士研究生歐奕孜在Acta Materialia 發表7系鋁合金基礎性理論研究成果

          發布時間:2021-10-25    作者:蔡圳陽      來源:       瀏覽次數:

          近日,本院2018級碩士生歐奕孜同學在國際金屬材料領域權威期刊Acta Materialia上發表7系鋁合金基礎性理論研究成果。本院為第一單位,江勇教授為通訊作者。

          7系鋁合金具有輕質、高強、耐蝕和加工性能好等優點,通常以過時效組織狀態廣泛應用于航空、航天等重要工業領域。η相是7系鋁合金過時效狀態下的主要析出相,與合金的組織熱穩定性、耐腐蝕性和韌性等高度相關。充分揭示η相界面結構及形成機制,對深入理解η相的行為和作用,以及7系鋁合金組織和性能的演變規律至為重要,可以為合金設計及性能優化補充重要的理論基礎。η相存在至少13種變體類型且結構復雜,形成機制尚不清楚,尤其是其界面結構和性質,研究甚少,已成為目前國際鋁合金材料領域公認的研究難點和熱點。

          歐奕孜同學在中南大學江勇教授和挪威科技大學Randi Holmestad教授的指導下,選擇η相最常見的變體類型之一η1相作為突破口,運用第一性原理計算與高分辨電鏡(HAADF-STEM)表征高度結合的研究方法,首次構建了η1/Al相界面相圖,并進一步結合主元素的復雜界面偏析計算,預測和闡明了不同Zn含量下η1相界面結構及其形成機制。研究發現,不同于空位極少的亞穩η’相界面,η1相界面實為大量空位和溶質共同偏析作用下形成的一種復雜重構界面??瘴慌c溶質的共偏析,極大提高了η1相在過時效狀態下的穩定性,使其能夠成為η相中數量最多的一種變體。計算印證和解釋了高分辨電鏡表征觀察結果,同時從理論上支持了η1相可能無需借助任何過渡相,從過飽和固溶體中直接析出的這一假設,為科學調控η相中不同變體的相對比例提供新的認知和思路。

                                                        圖為7系鋁合金中空位和溶質共偏析的η1相界面形成和穩定機制

          該項研究工作得到了國家自然科學基金委和挪威研究委員會等機構的資助。全文見于Acta Materialia, 218 (2021) 117082。


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