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jinds1944至尊木蟲 (文壇精英)
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轉(zhuǎn)載： 我國科學(xué)家在金屬晶粒細(xì)化方面突破了尺寸極限 已有11人參與
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轉(zhuǎn)載說明：小木蟲論壇上曾有人認(rèn)為“納米研究”投入大量的研究經(jīng)費，而沒有取得什么效果。也許，這篇《簡報》的內(nèi)容，能夠說明納米研究的的一點點意義吧。 *********************************************** 讓金屬擁有更優(yōu)異的力學(xué)性能 我國科學(xué)家在金屬晶粒細(xì)化方面突破了尺寸極限 本文提要：金屬材料強(qiáng)度越高，韌性就越差。盡管晶粒細(xì)化可以同時提高金屬強(qiáng)度和韌性，但是會造成晶粒熱穩(wěn)定性下降。這種“魚和熊掌”的關(guān)系長期制約著金屬力學(xué)性能的提升。中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室盧柯研究組在國家自然科學(xué)基金持續(xù)的資助下，深入研究了材料強(qiáng)化的基礎(chǔ)科學(xué)問題，獲得了多種新型納米結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了材料強(qiáng)度、韌性和晶粒熱穩(wěn)定性同時提升，對于改進(jìn)量大面廣金屬工程材料具有重要意義。 在對金屬材料的研究中，人們認(rèn)識到金屬晶粒細(xì)化可以有效地提升金屬材料的綜合力學(xué)性能，尤其是強(qiáng)度和韌性可以同時提高。遺憾的是，晶粒細(xì)化有一個尺寸極限。當(dāng)尺寸小于極限時，晶粒變得十分不穩(wěn)定，無法進(jìn)一步細(xì)化。顯然，突破尺寸限制，對于提升金屬力學(xué)性能有著極其重要的價值。 2013年10月18日出版的《科學(xué)》（Science）雜志發(fā)表了中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室盧柯研究組對這個問題的最新研究成果。他們在金屬鎳表層成功突破了鎳的晶粒尺寸極限，所獲得的20nm納米厚度的層片結(jié)構(gòu)比一般手段所獲得的純鎳最小晶粒尺寸還小一個數(shù)量級。變形層的硬度高達(dá)6.4 GPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他變形方式細(xì)化的純鎳硬度。納米層片結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，粗化溫度高達(dá)506℃，比一般純鎳超細(xì)晶結(jié)構(gòu)粗化溫度高40℃。 該項工作的一個關(guān)鍵是提高塑性變形的速率和梯度。為此，盧柯研究組發(fā)明了表面機(jī)械碾磨處理技術(shù)，在金屬純鎳棒表層實現(xiàn)了高速剪切塑性變形，在材料最表層同時獲得大應(yīng)變量、高應(yīng)變速率和高應(yīng)變梯度。隨著距表面深度的增加，應(yīng)變量和應(yīng)變速率呈梯度降低，形成呈梯度分布的微觀結(jié)構(gòu)。其中，在距離表面10-50微米深度形成了具有小角晶界的納米層片結(jié)構(gòu)，同時具有良好的熱穩(wěn)定性。 《科學(xué)》發(fā)表評論認(rèn)為，這項研究“為多種工業(yè)制造過程中的基礎(chǔ)研究和潛在技術(shù)應(yīng)用打開了一個新的視角”。 重要基礎(chǔ)研究成果的取得，需要十年磨一劍的靜心、精心、細(xì)心和耐心鉆研，需要聚沙成塔式的厚積薄發(fā)。盧柯課題組在國家杰出青年科學(xué)基金、創(chuàng)新研究群體項目、重大項目、重點項目、國際合作項目和面上項目等長期穩(wěn)定持續(xù)的資助下在相關(guān)問題上已經(jīng)探索了十幾年。他們先后于2000、2004、2009和2011年在《科學(xué)》雜志上發(fā)表系列文章，針對金屬材料的納米孿晶結(jié)構(gòu)和梯度納米結(jié)構(gòu)等的強(qiáng)化效果進(jìn)行了研究，為此最新的進(jìn)展打下了良好的基礎(chǔ)。目前，納米孿晶結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)化機(jī)制已成為國際上金屬研究領(lǐng)域的熱點研究方向，納米孿晶強(qiáng)化已被認(rèn)為是一種重要的材料強(qiáng)化機(jī)制并在多種材料中得到應(yīng)用。梯度納米結(jié)構(gòu)也被多國研究組列為重點研究課題，2014年有多個國際會議將梯度納米結(jié)構(gòu)列為研討專題。 |
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2樓2014-03-03 17:47:31
yizhifeng
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3樓2014-03-03 20:34:14
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jinds1944
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5樓2014-03-03 21:54:51
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6樓2014-03-03 22:03:29
zddzzu0720
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7樓2014-03-03 23:01:18
china_ceo
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8樓2014-03-04 12:28:32
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小木蟲: 金幣+0.5, 給個紅包，謝謝回帖
送紅花一朵
天天向上3035: 金幣+3, 鼓勵積極回帖交流！ 2014-03-05 09:13:31
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送紅花一朵天天向上3035: 金幣+3, 鼓勵積極回帖交流！ 2014-03-05 09:13:31
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“對于改進(jìn)量大面廣金屬工程材料具有重要意義。” 非常贊同靳老師的這句話，我們講“創(chuàng)新”好多年了，也出了不少創(chuàng)新成果，但這些創(chuàng)新成果對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)貌似比較小，我想這大概和我們創(chuàng)新的角度有關(guān)吧。 我們的科學(xué)研究就像是金字塔，底層的是較基礎(chǔ)的，接近實踐應(yīng)用的，頂層的是高精尖，遠(yuǎn)離實踐應(yīng)用的，不少課題組都站在頂層，再突破創(chuàng)新，其創(chuàng)新總量是很小的；而站在底層進(jìn)行創(chuàng)新的，盡管他只邁出了一小步，但由于“量大面廣”，其創(chuàng)新總量往往相當(dāng)?shù)母摺１R柯多年來一直和“破銅爛鐵”打交道，很令人敬佩。 |
9樓2014-03-05 08:30:11
gxd1984
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10樓2014-03-25 18:03:22
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