(1)上海大學先進無序合金團隊
研究方向:致力于新型高熵合金的成分設計、微觀組織調控、工藝優化、性能提升和構件成型等方面的研究。例如,通過火花等離子燒結技術成功制備了含有原位合成TiB?納米顆粒的高熵金屬間化合物基復合材料,展現出優異的抗拉強度;采用直接能量沉積技術,調控工藝參數制備出高度致密且力學性能優異的高熵合金,發現其亞穩態核殼沉淀強化效應和獨特的多級“臺階狀”滑移波特征;還對選區激光熔化技術制備的高熵合金進行時效處理,實現了力學性能和耐蝕性能的平衡;此外,從榫卯接頭中汲取靈感,在3D打印的高熵合金中設計機械互鎖網絡,增強了合金的力學性能。
(2)北京科技大學呂昭平團隊
高熵合金的彈性穩定性與非晶化研究:通過原位力學測試和透射電子顯微鏡的原子分辨率表征,研究高熵合金在拉伸載荷下的彈性穩定性。發現高熵合金在約10%的彈性應變時,晶格會經歷非晶化轉變,且合金中主要元素的數量是觸發非晶化的關鍵因素,合金的局部原子環境不均勻性是抑制位錯形核的主要原因。
高熵合金的韌化機制研究:與浙江大學、香港城市大學等合作,對等原子比的體心立方結構的HfNbTiZr高熵合金中由于局部成分起伏引起的韌化機制進行深入研究。利用三維原子探針層析技術和原子級分辨率的掃描透射電子顯微技術觀察到高熵合金中原子尺度范圍的化學成分漲落,以及其與位錯之間的動態交互作用,揭示了由局部化學漲落介導的韌化機制。
(3)大連理工大學盧一平團隊
共晶高熵合金的設計與性能研究:將共晶合金概念引入高熵合金的設計,提出并建立了共晶高熵合金設計理念和物理模型,解決了高熵合金鑄造流動性差以及成分偏析嚴重的瓶頸難題。開創了共晶高熵合金這一高熵合金的亞類分支研究領域,對其鑄造性能、力學性能和耐腐蝕性能等進行深入研究,探索其在航空航天、能源、汽車、醫療等領域的應用潛力。
(4)北京理工大學高熵合金團隊
研究方向:涵蓋高熵儲氫合金、固態儲氫裝置、金屬氫脆和疲勞斷裂等。例如,研究高熵合金的儲氫性能,探索不同成分和結構的高熵合金對氫的吸附、儲存和釋放特性,以及如何通過優化合金成分和制備工藝來提高其儲氫容量和動力學性能;同時,也關注高熵合金在氫環境下的力學性能變化,如氫脆現象對合金強度、韌性等的影響,并開展相關的疲勞斷裂研究,為高熵合金在儲氫領域的應用提供理論支持和技術保障。
(5)北京理工大學材料學院馬兆龍、程興旺課題組
研究方向:聚焦于異質結構高熵合金的設計與性能研究。通過在中熵合金中構建多重異質結構,如高體積分數的納米沉淀物、可剪切和不可剪切的金屬間化合物以及具有異質晶粒結構的低層錯能基體,實現了合金強度和塑性的協同提升,為超強韌性金屬材料的設計提供了新的思路和方法。
(Progress in Materials Science 136 (2023) 101106)
(6)南方科技大學徐強團隊
研究方向:主要集中在納米高熵合金的制備及其在能源領域的應用,尤其是作為可充電鋅-空氣電池的氧電催化劑。通過金屬有機框架介導合成納米高熵合金,優化合金成分和載體結構,提高其雙功能電催化活性和穩定性,為開發高性能的能源存儲和轉換設備提供了新的電極材料選擇.
(7)南方科技大學逯文君團隊
研究方向:專注于生物高熵合金的研發。通過第一性原理計算與實驗相結合的方法,設計并制備了兼具低彈性模量與良好塑性的亞穩生物高熵合金,如TiZrHfTa合金,突破了傳統生物醫用合金無法兼顧低彈性模量和高塑性的瓶頸,在醫用領域具有重大應用前景。
(8)上海交通大學孫寶德團隊
增材制造高熵合金:采用激光熔化沉積等增材制造技術制備高熵合金,如VNBTiSi輕質難熔共晶高熵合金等,深入研究不同工藝參數對高熵合金微觀結構和力學性能的影響,篩選出最佳工藝參數,以獲得無裂紋、性能優異的高熵合金部件。
成分設計與相穩定性調控:針對不同體系的高熵合金,如FeCoNiAl系高熵合金等,研究其合金成分、微觀結構與力學性能、功能性之間的關系,通過調整合金成分、優化制備工藝等手段,實現高熵合金的組織調控和性能優化,以滿足不同工程領域對高性能材料的需求。例如通過降低BCC相的穩定性和變形溫度,在TiZrHfNbx合金中激活孿生誘發塑性效應,顯著增強合金的應變硬化能力,從而獲得合金強度和塑性的協同提升。
(9)哈爾濱工業大學化工與化學學院于永生教授團隊
研究方向:側重于高熵合金能源電催化領域的研究。通過單原子摻雜和應變工程等手段,改變高熵合金電催化劑的性能,增強其在甲醇氧化等電催化反應中的效率,為開發耐一氧化碳中毒的燃料電池電催化劑開辟了新途徑。
(10)北京科技大學惠希東教授團隊
研究方向:著力于開發具有海洋應用前景的高強度高熵合金。成功制備了新型的高銅含量的NiMnFeCrAlCu多主要元素合金,該合金具有優異的屈服強度和極限抗拉強度,以及良好的耐腐蝕性和抗生物污垢能力,為海洋工程材料的升級提供了新的選擇.
(11)中國科學院金屬研究所
高熵合金的制備與應用基礎研究:開展高熵合金的制備工藝研究,探索不同制備方法對高熵合金組織和性能的影響;同時進行高熵合金在不同領域應用的基礎研究,為其實際工程應用提供理論依據和技術支持。
(12)西北工業大學王錦程教授研究團隊
異質結構高熵合金強韌化機制研究:引入非均勻析出相,克服不完全再結晶組織力學性能隨再結晶分數變化而顯著變化的問題,研究發現非均勻析出相區域間異質變形可充當額外異質變形應力源,穩定高熵合金的強度和延展性,揭示了不連續粗化是形成異質析出相的物理機制,為提高異質結構高熵合金的可加工性和性能穩定性開辟新途徑。
(Progress in Materials Science 136 (2023) 101106)
(13)西安稀有金屬材料研究院
高性能高熵合金材料研發:致力于高強塑高熵合金的研發,如申請的高強塑TiNbAlCr高熵合金伽馬屏蔽材料專利,通過調控高熵合金組成元素和摩爾配比,增強元素混合效應和晶格畸變效應,提高材料的強塑性和伽馬射線屏蔽性能,同時優化原料熔煉工藝和高溫均質化處理工藝,確保材料性能。
(14)有研工程技術研究院
高強高熵合金絲材制備:研究高強Zr系高熵合金絲材的制備方法,通過嚴格控制Zr、Ti、Nb等元素的原子比以及Al元素的含量,獲取單一β固溶體相結構,保證合金冷變形加工能力的同時強化絲材的力學性能,開發出直徑一致性良好、抗拉強度高、塑性應變量大的成品絲材。
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