金屬鈦，以其較高的比強(qiáng)度以及良好的生物兼容性，已被廣泛應(yīng)用于航空航天、深海勘探及醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域，被譽(yù)為“太空金屬”、“海洋金屬”、繼鐵、鋁之后的“第三金屬”，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的金屬之一。如何讓鈦更強(qiáng)韌、更貼近生物體應(yīng)用，是科學(xué)家們一直努力的方向。

    金屬有兩個最重要的力學(xué)性能，即強(qiáng)度和塑性。金屬領(lǐng)域一直以來面臨的巨大挑戰(zhàn)是怎樣讓金屬高強(qiáng)度與良好塑形兼得。金屬孿生是一種重要變形方式，之前研究證明高密度孿生可使金屬獲得強(qiáng)度-塑性良好匹配。密排六方金屬滑移系少，孿生變形尤為重要。純鈦?zhàn)鳛榈湫兔芘帕浇饘伲鋵\生行為，尤其是高次孿生，尚未得到充分研究。

    近日，南理工在純鈦金屬孿生行為研究上取得重要進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了純鈦高次孿生的主要影響因素，相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論模型為設(shè)計和制備高性能密排六方金屬提供了一定的指導(dǎo)意義。該研究成果以“低溫軋制純鈦孿生系及高次孿生變體選擇機(jī)制研究”為題在工程及力學(xué)領(lǐng)域國際一區(qū)頂級期刊《國際塑性雜志》（International Journal of Plasticity）上。論文全部作者來自南京理工大學(xué)材料學(xué)院，第一作者為2016級博士生黃照文，納米異構(gòu)材料中心李玉勝副教授和曹陽副教授為論文的共同通訊作者。

    論文鏈接：

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0749641918300809#!

    一直以來，為了增強(qiáng)鈦的強(qiáng)度，科研人員多用擠壓、冷軋、旋鍛等變形方式，通過細(xì)化純鈦晶粒的方法來實(shí)現(xiàn)。近年來，研究者發(fā)現(xiàn)密排六方金屬的孿生行為是一種重要的變形方式，也是改善材料性能的重要途徑，從而成為金屬塑性加工領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。但孿生行為的誘發(fā)機(jī)制，特別是多種競爭機(jī)制耦合對高次孿生現(xiàn)象的影響尚缺少深入研究。

    南理工這項(xiàng)研究成果設(shè)計并制備具備特定初始織構(gòu)及宏觀應(yīng)力狀態(tài)的工業(yè)純鈦，運(yùn)用背散射電子衍射技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性研究分析，提出了晶體取向與受力方向是高次孿生現(xiàn)象中孿晶系選擇的主要影響因素，發(fā)現(xiàn)施密特定律對于預(yù)測高次孿生現(xiàn)象中孿晶變體的選擇有重要作用。論文建立的局部應(yīng)力模型成功地模擬了材料在變形過程中晶體的局部應(yīng)力狀態(tài)。該論文的發(fā)表，對于理解金屬孿生行為具有重要意義。

    李玉勝副教授近兩年來在納米異構(gòu)金屬的制備、表征和性能研究方面取得了系列進(jìn)展，以通訊作者身份在多個國際知名金屬材料期刊發(fā)表論文12篇（二區(qū)及以上7篇），申報發(fā)明專利13項(xiàng)（含授權(quán)2項(xiàng)）。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃納米科技重點(diǎn)專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金的支持。

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