金属材料极端环境原位实验

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金属材料极端环境原位实验

2023-07-11 05:02:42 来源：特铸杂志

多场耦合在高性能金属材料制备中起到了重要的作用，通过热场、力学场、电磁场等多种物理场的相互作用，可以实现金属材料的相变调控、微观结构调控、性能优化和界面调控。这种调控能够改善金属材料的力学性能、热性能、电性能和腐蚀性能，从而满足不同应用领域对高性能金属材料的需求。

耦合多场对材料微结构的调控机制是通过不同物理场的相互作用来实现。热场、力学场和电磁场是常见的耦合多场方式。热场可以通过控制温度分布和热传导过程来影响材料的微结构，如热处理可以改变晶粒尺寸和晶界特征。力学场可以通过施加外力或应变来改变材料的微结构，如塑性变形可以改变晶粒形状和晶界结构。电磁场可以通过电磁力和电磁效应来影响材料的微结构，如电磁搅拌可以改变组织结构和晶粒尺寸。

【资料图】

而在极端环境下，材料微结构会遭受损伤。高温氧化会导致材料表面氧化层形成，降低强度和韧性。高温蠕变会引起晶粒滑移和晶界移动，导致晶粒长大和晶界退化。辐射损伤会导致晶格缺陷的形成和聚集，影响力学性能和辐射稳定性。腐蚀和腐蚀疲劳会引起晶界腐蚀、表面粗糙和裂纹形成，降低强度和耐久性。

综上所述，耦合多场对材料微结构的调控机制是通过多个物理场的相互作用来实现，而极端环境对材料微结构的损伤机理主要涉及高温氧化、高温蠕变、辐射损伤和腐蚀等。了解和控制这些机制对于设计和应用高性能材料具有重要意义。

大连理工大学王同敏教授将在“2023年第十九届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十三届全国铸造复合材料学术会议”上作“ 金属材料多场耦合制备与极端使役环境同步辐射原位实验集成系统 ”的报告。

嘉宾简介

/ 王同敏教授 /

大连理工大学

王同敏，工学博士，大连理工大学教授、博士生导师。国家杰青基金（2015），教育部人才计划（2016），中组部人才计划（2017），辽宁省“兴辽英才计划”高水平创新创业团队负责人（2018）。辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室主任，中国材料研究学会特邀常务理事兼任凝固科学与技术分会副理事长，中国机械工程学会铸造分会副理事长，全国工程专业学位研究生教育指导委员会委员。以第一或第二完成人先后获得中国有色金属工业科技一等奖，教育部技术发明一等奖，国家技术发明二等奖，全国铸造行业优秀青年人才奖，日内瓦国际发明展金奖，辽宁省研究生教学成果特等奖。发表论文300余篇，国内外授权发明专利50余项。在读博硕研究生16人，已毕业博硕研究生50人。

研究方向：铜、铝、镁合金及其复合材料制备；热电转换材料合成与成形技术；高熵合金设计、制备与成形技术；仿生材料结构设计与制备技术

课题组或部门研究成果简介

金属凝固与电磁控制团队为辽宁省“兴辽英才计划”高水平创新创业团队，现有教师15人，其中国家级高端人才4人，国家级四青人才5人，博新计划1人。本团队荣获2022年度“大连最美科技团队”，“辽宁省先进集体”。

拟报告摘要：针对航空航天等一批重大装备用材需求，基于同步辐射光源重点突破多尺度、多维、原位动态分析关键技术以及多场耦合制备与极端使役环境在线构建关键技术，期望解决耦合多场对材料微结构的调控机制与极端环境对材料微结构的损伤机理这一关键科学问题。在国家重点研发计划和国家自然科学基金等共同支持下，项目组历经十六载攻关自主研发了“金属材料多场耦合制备与极端使役环境同步辐射原位实验集成系统”，发展了基于同步辐射X射线多维、多尺度原位表征方法与技术，包括原位动态显微CT（2.5m，25Hz）以及原位3DXRD、原位PDF等先进实验方法。自主开发出与大科学装置同步辐射平台在线耦合的静电悬浮形核控制（1852℃）、多场耦合制备（热场：1675℃、电场：135.5A/cm2、静磁场：0.83T、行波磁场：58mT）、使役环境原位力学测试（高温：1680℃、低温：-198℃）等原位实验装置和技术方法，推动了镍基高温合金引晶形核调控技术、铝基复合材料/增材制造材料形变损伤机理等研究，并取得理论与技术创新成果。

关于会议

2023年第十九届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十三届全国铸造复合材料学术会议将于8月4-7日在郑州华智酒店召开，本次年会拟邀请铸造相关高校100余所，研究院所40余家，相关企业200余家，会议预计参会代表400-500人。会议预计安排大会报告30余个，论坛报告70余个。同期举办“先进轻合金成分设计与成形论坛”、“高熵合金与高温合金论坛”、“金属基复合材料论坛”、“耐磨材料专题论坛”、“研究生论坛”。

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