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项目名称:无序合金材料

项目第一完成单位:材料科学与工程学系 项目负责人:蒋建中

项目简介

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无序合金材料是当前金属材料中最活跃的科研领域之一,其原子排列不呈现平移周期性,具有优异的性能,在民军用两方面有很大的应用前途。诺贝尔获得者P.W. Anderson就曾在《科学》期刊上提出对无序物质认识的问题是凝聚态物理和材料领域最重要也是最困难的问题之一。通常认为无序物质具有短程和中程有序,不具有长程有序,浙江大学材料系蒋建中教授团队首次揭示了无序合金中长程拓扑序的存在,改变了人们对无序结构的传统认识。在晶体材料中,加温通常导致材料体积膨胀,同时原子近邻间距也增加。该团队发现在液体金属中,原子形成团簇结构, 中心原子到第一壳层原子的平均原子距离随温度的升高而减小。这种新现象的发现为解决无序物质结构的基本问题又近了一步。通常金属材料的弹性极限小于1%,该团队研发了目前世界弹性极限最大的Ni60Nb40无序合金材料, 其极限为6.6%,该材料有望在弹性机械能要求高的工业领域中应用。到目前为止,能合成大于20毫米的无序合金材料寥寥无几,这限制了其工业应用,该团队研发了直接铜模浇铸世界尺寸最大的无序合金材料:直径为73毫米的锆基无序合金,该合金具有如下特点:1)尺寸大;2)热稳定性好,过冷液相区范围可达110℃;3)具有高的超塑性成型能力;4)强度高、耐硫酸性能优异。特别在微机械、微纳米压印材料等领域具有广阔的应用前景。相关研究结果以论文形式在《科学》、《美国科学院院刊》、《物理评论快报》、《科学报告》、《应用物理快报》等期刊发表。三次被美国阿贡国家实验室年鉴收录,还被五十几家媒体报道,它们是1. 今日材料MaterialsToday期刊,2. 美国材料学会,3.Science Daily,4. 美国阿贡国家实验室,5. 美国材料研究学会Materials360(R), 6. Nature China 期刊,7.中国科技部-中国科技通讯,8. 国家自然科学基金委,9. 国家教育部,10. 中国科学院,11. CCTV网等。还培养一篇全国百篇优秀博士论文,作为首席获得“973”项目1项,该团队每年在国际会议上做邀请报告5-6次。

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项目团队

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蒋建中教授领导的课题组有3名副教授,2名博士后,20名博士硕士研究生,围绕无序合金材料设计、结构、性能等方面展开研究,以长程拓扑序和原子近邻负膨胀的发现为代表,在该领域取得了一系列突破性的进展。

 

   

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