第92次:非晶合金材料科学

日期:2019年5月6-7日

地点:中国科学院学术会堂

依托单位:中国科学院物理研究所

  • 利用机器学习方法探索非晶合金材料中的关键

    演讲人:李茂枝

    非晶合金材料具有优异的物理、化学和力学性能。过去几十年,非晶合金材料前沿领域不断有新的重要进展和突破,包括新材料和新应用,在能源、信息、国防、航空航天等高新技术领域发挥着越来越重要的作用。同时,非晶合金材料的发展也面临着如何提高合金玻璃形成能力等关键瓶颈问题。提高合金的玻璃形成能力是非晶合金材料制备中需要解决的首要问题,不仅涉及制备工艺,更与合金液体的基本物理问题密切相关,直接决定着非晶合金材料的力学性能和稳定性等。该瓶颈问题的突破将极大推动非晶合金材料的基础研究和应用开发,产生巨大的经济和社会效益。对非晶合金材料来说,理论模型和计算机模拟对推动关键科学问题的研究一直发挥着举足轻重的作用。近两年来,机器学习方法正在多个研究领域掀起一场革命,也为新材料的研发和创新提出了全新的思路和研究范式。2016年5月 Nature 刊文指出,那些曾经被废弃的“失败”实验数据中隐藏着重要的信息,而机器学习能够充分挖掘隐藏在大量成功和“失败”的数据背后有价值的信息,并建立数据之间的关联性,从而帮助研究人员更加高效地预测新材料的构成。非晶合金材料的研究已经经历了半个多世纪,积累了大量成功和“失败”的实验数据。



  • 高熵非晶合金研究现状与展望

    演讲人:吕昭平

    高熵非晶合金是兼具高熵合金多主元的成分特征和非晶合金长程无序的原子结构堆垛特性的一种新型无序合金。由于其独特的成分和结构特征,高熵合金显示出一系列独特的物理、化学和力学性能。因此,自从高熵非晶合金被发现以来就引起了广泛的关注。本报告第一部分将对高熵非晶合金当前的研究进展进行简要回顾,主要介绍高熵非晶合金在成分、结构和性能方面的特性及相关研究进展。报告第二部分将结合我们课题组近年来在高熵非晶方面开展的系列工作,提出高熵非晶合金领域亟待解决的几个科学问题: (1)如何理解高熵效应对高熵非晶形成的影响?传统非晶合金的设计中,合金化是提高非晶形成能力(GFA)的有效方法,其实质是利用合金化多组元提高合金的复杂性(即:“混乱法则”)。高熵非晶由于其多主元(至少5元)、等原子比(或近原子等比)的成分特征,具有高混合熵的特点。依据“混乱法则”,高熵效应有利于非晶结构的形成。然而,研究发现高熵非晶相对于传统非晶具有较差的GFA。同时,研究还发现高熵非晶的GFA与其热稳定性之间存在异常关系。

  • 非晶合金剪切带研究进展

    演讲人:戴兰宏

    剪切带现象广泛存在于自然界及工业过程中。本征上,具有特征厚度的变形局部化剪切带是一种远离平衡态的动态耗散结构,其涌现与演化是一类典型的由材料内部多种速率依赖耗散过程高度非线性耦合控制的时空多尺度问题。传统晶态金属材料剪切带历经百余年研究,逐渐形成了以软化为主控机制的热塑剪切带理论,并获得了广泛的应用。非晶合金(也称金属玻璃)由于其独特的短程有序、长程无序原子堆积结构,具有一系列优异的力学、物理、化学性能,成为当前最具发展潜力的新型结构材料之一,在国防、空天、能源等战略领域显示出了广阔的应用前景。然而,该材料在外载激励下极易形成厚度为几十纳米尺度的剪切带,而剪切带的形成及其快速扩展往往导致材料发生宏观脆性灾变破坏,从而严重地限制此类材料走向工程应用。另一方面, 虽然有关非晶剪切带的已有大量研究,然而这种纳米尺度剪切带到底如何从材料底层涌现以及如何演化诱致断裂的仍然是该领域尚未完全破解的重大难题之一。

  • 低维非晶材料研究进展

    演讲人:汪卫华

    非晶态固体兼有固体和液体的特性,具有非同寻常的优异的力学、物理和化学性能, 被认为是常规物质的第四态。非晶态由于结构无序,传统的固体物理理论框架无法应用到非晶态物质,与晶态相比,非晶的本质、形成的机理、物性、形变及结构稳定性的研究是相当困难的科学问题。因此非晶态物理已成为材料和凝聚态物理领域的前沿课题之一。低维非晶材料可能表现出独特的物理、力学和化学性能,以及超高稳定性。同时低维材料也是研究非晶材料结构特征、形成原理、能量耗散机制、物理和力学特性的模型体系。本报告对低维非晶材料的最新进展与其它学科的联系和交叉,独特优异的物理、力学性能作较详细的介绍, 对低维非晶合金材料在诸多领域的应用作介绍和探讨。