我校教师在相图热力学与合金材料设计领域取得新进展

发布时间: 2024-08-04 23:06:11 作者：安博电竞主页

　　当前新材料的研发模式仍主要停留在依赖于经验和实验的“试错法”，存在研发效率低、成本高等瓶颈问题，远远不足以满足高新技术和高端装备对新材料迭代发展的需求。材料高通量计算和集成计算材料工程为新材料研发提供了一种全新的范式。胡标教授团队致力于开发新材料研发所必需的热/动力学、热导率、粘度等材料热物性数据库，推动计算-实验-大数据的深入融合，运用高通量计算技术，快速获取大量相关候选材料的性质，实现面向目标性能的材料理性设计，加速新材料的研发与应用。基于此，团队近期取得的研究成果如下：

　　钛合金的腐蚀行为与其成分和微观结构紧密关联，研究之后发现Ti合金的耐腐的能力主要受(αTi)和(βTi)相的影响，Ti-Al-Mo合金的有序相B2与(βTi)、AlTi3和AlTi相比具有更高的电位，容易在合金表面产生电位差，导致低电位相发生腐蚀。因此，在设计钛合金成分时，避免B2相并将相组成保持为AlTi3和(βTi)相是提高钛合金耐腐蚀和抗老化性能的关键。胡标团队通过钛合金热力学数据库高通量计算筛选出吉布斯能最正的Ti55Al40Mo5合金，通过电化学实验验证了该合金的耐腐的能力最好。本研究证明了相图计算（CALPHAD）方法在合金设计中的及其重要的作用，热力学数据库为新型合金的高效开发提供了重要的理论支持。相关研究结果以“Corrosion resistance investigation of the Ti-Al-Mo system supported by CALPHAD approach and key experiments”为题发表在Corrosion Science（2024, 229, 111857）上，论文链接：。

　　在进行新型合金材料设计时，了解合金的热导率可以掌握合金的热传导能力，较高的热导率会促使合金在凝固和工艺流程中均匀散热，从而消除对力学性能有害的“热蚀现象”，同时能降低合金基体的热应力，以提高其抗疲劳性能。胡标团队通过铜合金热力学数据库高通量计算设计了11个二元合金并测试了其热导率，建立了热导率随温度与成分变化的热物性模型，通过实验数据来进行优化获得模型参数，并与热力学数据库进行耦合，最终计算得到了各合金体系热导率随温度与成分变化趋势图，可为设计新型铜合金提供较为可靠的热导率信息。相关研究结果以“Experimental investigation and CALPHAD modeling of thermal conductivities of the Cu-Ag-Cr-Zr system”为题发表在Materials Today Physics（2024, 46, 101502）上，论文链接：。

　　材料摩擦磨损性能与材料成分、结构之间的关系，是设计特定结构功能一体化材料时要掌握的必要信息。胡标团队通过CALPHAD高通量计算，设计了5个Cu-Zr-Si合金，测量了维氏硬度和摩擦磨损性能，以及使用扫描电镜和3D轮廓技术分析了磨损形态。根据结果得出，合金Cu80Zr19Si1拥有非常良好的性能，硬度为342 HV，摩擦系数为0.23，磨损率为2.19 (10-7mm3/(N·m))。磨损表面主要以犁沟、剥落坑和氧化颗粒为特征，磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损，为新型耐磨铜基合金的开发提供了理论指导与数据支持。相关研究结果以“Investigation on the phase equilibria and friction and wear mechanism of Cu-Zr-Si alloys”发表在Transactions of Nonferrous Metals Society of China上，目前正在出版中。

　　胡标为上述论文的第一或通讯作者，硕士生曾港、金程刚、石愈超、李奔富、刘玉玲、王雨霏、左锐等以及小组成员王庆平教授、盛绍顶副教授、张超教授、兰新月博士等为成果的完成做出了重要贡献。

　　上述研究成果获国家自然科学基金面上项目（52071002）、安徽省高校杰出青年项目（2023AH020027）、安徽省高校协同创新项目（GXXT-2023-019）、安徽省自然科学基金（2008085QE200）等项目的支持。

　　上一条：学校召开2024年暑期研究生工作会议下一条：资助的核心是育人 《安徽青年报》专题报道我校张贺海先进事迹

　　时光流转，岁月无痕，又是一年毕业季。6月14日上午，学校在至诚体育场隆重举行2024届学生毕业典礼暨学位授予仪式，共同见证7050名本科生、1711名研究生、12名留学生圆满完成学业，共启新程，逐梦远航。淮南市委副书记、淮南市人民政府市长张志强，校党委书记郭永存，党委副书记、校长袁亮院士，党委副书记、常务副校长余玉刚，党委常委、副校长宫能平、董雨、鲁超，党委常委、纪委书记、监察专员王献余，党委常委、副校长王...

　　5月14日上午，学校在舜耕会堂举行党纪学习教育读书班开班式暨党委理论学习中心组学习（扩大）会议。校党委书记郭永存主持会议，校党委副书记、校长袁亮，校党委常委、副校长宫能平、董雨、鲁超，校党委常委、纪委书记、监察专员王献余，校党委常委、副校长王先江出席会议。郭永存讲话郭永存对李家保到校作辅导报告表示感谢。他指出，学校党委举办党纪学习教育读书班，旨在贯彻落实党中央关于开展党纪学习教育的统一部署、省委工...

　　3月14日上午，学校党委在舜耕会堂召开全校传达学习全国两会精神会议暨党委理论学习中心组学习（扩大）会议，传达学习习在全国两会期间的重要讲话精神和全国两会精神，部署我校贯彻落实工作。校党委书记郭永存主持会议并讲话。刚从北京载誉而归的全国人大代表、校党委副书记、校长袁亮院士传达全国两会精神，为师生上专题思政课。校党委副书记、常务副校长余玉刚，校党委常委、副校长董雨，校党委常委、纪委书记、监察...