科研动态--中国科学院金属研究所

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体心立方金属中变形诱发相变研究取得新进展

体心立方（bcc）结构的金属和合金被人类广泛地应用在生产和生活当中。它们最主要的优点是在很宽的温度范围内和很大的应变状态下都表现出很高的强度，因此体心立方金属的变形行为一直以来都是物理学家和材料学家所关注的问题。但是体心立方金属的微观变形机制比较复杂，到目前为止人们对它的了解还很不透彻。金属的塑性变形通常是由位错主导的，此外也有孪晶的变形方式。在某些合金（例如相变致塑(TRIP)钢和形状记忆合金）中，应力诱发相变也是一种有效的变形方式，但是到目前为止还没有实验能够阐明体心立方金属在外力作用下通过相变...

2014-03-10
金属所在高能量密度锂硫电池研究方面取得进展

单质硫作为锂硫二次电池正极材料的理论比容量高达1675 mAh g−1，与金属锂构成的二次电池体系理论比能量密度可达2600Wh/kg，是商业钴酸锂/石墨锂离子电池（理论能量密度360 Wh/kg）的7倍，同时单质硫价格低廉、产量丰富、安全无毒、环境友好，故锂硫电池被认为是很有发展前景的新一代电池。　　然而锂硫电池面临三个主要挑战：单质硫是电子和离子的绝缘体；在充放电过程中硫易形成溶于电解液的锂多硫化物而使活性物质流失，形成较厚的Li2S2和Li2S绝缘层，阻碍活性物质的进一步扩散和反应；在充放电过程中硫发生体积膨胀和收缩会使电极材...

2014-02-17
医用金属的生物功能化－医用金属材料发展的新思路

医用金属材料以其高强韧性、耐疲劳、易加工成形性等优良的综合性能，一直是临床上用量最大和应用广泛的一类生物医用材料。医用金属材料是需要承受较高载荷的骨、齿等硬组织以及介入治疗支架的首选植入材料，已大量应用于骨科、齿科、介入治疗等重要医疗领域中的各类植入医疗器械。目前医用金属材料中用量最大、应用范围最广的是不锈钢、钛及钛合金、钴基合金三大类材料，在医用金属材料的生产和临床应用中占有举足轻重的地位。此外还有镍钛形状记忆合金以及金、银、钽、铌、锆等贵金属。　　然而，目前临床应用的医用金属材料在生物体中...

2014-01-21
疲劳加载下纳米尺度金属薄膜晶粒长大机制研究获新进展

在多晶金属中，尽管晶界具有阻碍位错运动、强化材料的重要作用，但当材料的晶粒尺寸减小到纳米尺度时，晶界将变得不稳定。主要表现为：室温下的各种机械加载（单向拉伸、疲劳、压痕加载等）能够诱发明显的晶粒长大和晶界迁移。另一方面，由于晶粒尺寸的减小，面心立方金属中不全位错运动及由此而引发的孪生行为变得更加突出。关键的科学问题在于：纳米尺度下晶粒长大/晶界迁移是否与这个尺度下的孪晶形成有关？如果有关，孪晶形成在晶粒长大过程中扮演怎样的角色？　　最近，沈阳材料科学国家（联合）实验室材料疲劳与断裂研究部张广平研...

2014-01-06
纳米碳非金属催化本质研究取得重要进展

纳米碳材料在烷烃的氧化脱氢等反应中展现出反应活性高、烯烃产物选择性高、催化活性保持时间长等优势，其作为一种可再生的环境友好催化剂，可以替代传统的金属及其氧化物催化剂直接应用于烷烃催化转化等相关反应中。经过近几年的迅猛发展，纳米碳催化领域在新型催化剂的开发制备、新颖催化反应体系的建立等方面获得了多项突破性的进展。然而，由于纳米碳表面结构表征方法，尤其是原位表征方法的缺失，研究者对涉及纳米碳催化本质的若干核心问题，如：催化活性中心的种类和数目、催化剂本征催化活性的衡量和比较等方面认识不足，如何在...

2013-12-12
在金属中发现超硬超高稳定性新型纳米层片结构

对金属材料进行严重塑性变形可显著细化其微观组织，使晶粒细化至亚微米（0.1~1微米）尺度从而大幅度提高其强度。但进一步塑性变形时晶粒不再细化，材料微观结构趋于稳态达到极限晶粒尺寸，形成三维等轴状超细晶结构，绝大多数晶界为大角晶界。出现这种极限晶粒尺寸的原因是位错增殖主导的晶粒细化与晶界迁移主导的晶粒粗化相平衡，其实质是超细晶结构的稳定性随晶粒尺寸减小而降低所致。如何突破这一晶粒尺寸极限，进一步细化微观组织，在继续提高金属材料强度的同时提高其结构稳定性，是当今纳米金属材料研究面临的一个重大科学难题...

2013-10-18

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