以面向“工程應(yīng)用”需求的“基礎(chǔ)研究”為主線,我們研究基于熱力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)定性的金屬納米材料設(shè)計制備與結(jié)構(gòu)性能調(diào)控。建立了定量描述金屬材料納米晶組織演變的熱穩(wěn)定性模型和合金體系相變行為的相穩(wěn)定性模型,以確定金屬材料納米組織發(fā)生不連續(xù)快速晶粒長大和相失穩(wěn)轉(zhuǎn)化的臨界條件。發(fā)現(xiàn)了晶粒尺寸對納米多晶體單胞中原子占位的作用規(guī)律,調(diào)控納米效應(yīng)機(jī)制在錳氮合金中獲得了特殊的零熱膨脹特性且保持為目前國際上同類材料的最高性能指標(biāo)。以穩(wěn)定性模型和尺度效應(yīng)機(jī)制為指導(dǎo),提出了晶粒尺寸和物相組成均可調(diào)控的納米化機(jī)理,發(fā)明了具有穩(wěn)定高性能的納米晶稀土金屬、稀土合金、硬質(zhì)合金等材料的可控制備方法,創(chuàng)新技術(shù)促成了首個含納米效應(yīng)稀土數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建和納米硬質(zhì)合金的產(chǎn)業(yè)化與高端工業(yè)應(yīng)用。開發(fā)的系列納米硬質(zhì)合金產(chǎn)品應(yīng)用于航空航天、煤炭開采、煉鋼軋鋼、熱電能源、精密加工制造等重要工程,顯著提高了關(guān)鍵機(jī)械部件的服役性能和使用壽命。 |