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大工教师科研成果入选材料类国际知名期刊封面文章
2014-11-19 22:39     (点击: )

    二十面体准晶相最初由以色列科学家Shechtman在快速凝固的Al-Mn二元合金中发现,该准晶相的发现创造了晶体学的一次革命,让人们对固体结构有了重新的认识。它的发现者Shechtman也因此获得了2011年诺贝尔化学奖。由于二十面体准晶相具有不同于传统晶体的独特旋转对称结构,从而使其具有优异的性能,如高强度、高硬度、低表面能等,然而本质的脆性极大地限制了其自身作为结构材料的应用。幸运的是,二十面体准晶相的强度特性非常适合用于韧性基体中的强化相,同时其准周期特性和低表面能可以使其与韧性基体形成强的连接界面,使合金同时具有高的强度和塑性。对于工业上应用广泛的Al-Mn合金系来说,尽管其为最早发现二十面体准晶相的合金,目前主要研究仍集中于二十面体准晶相成因、准周期结构及表面性能等,而对于准晶相的形貌控制和生长动力学机制方面的研究却鲜见报道。

    通过在Al-Mn二元合金中添加少量Be元素,利用定向凝固技术在较低的冷却速度下成功获得了稳定的二十面体准晶相,通过严格控制温度梯度和抽拉速度,获得了一系列准晶近似相及对应的冷却速度参数,并阐述了晶体近似相向准晶相转变的机制。利用先进同步辐射衍射技术并结合深腐蚀和电镜技术,完成了二十面体准晶相的辨识和三维形貌表征,并揭示了其生长动力学机制。研究成果以青年教师康慧君博士为第一作者、王同敏教授为通讯作者在材料类国际知名期刊《Journal of Materials Research发表了题为“Controllable 3D morphology and growth mechanism of quasicrystalline phase in directionally solidified Al–Mn–Be alloy”的文章,得到了审稿人和编辑的高度评价,并被选为封面文章出版,文章链接为:

。(Journal of Materials Research 29 (2014) 2547)

    《Journal of Materials Research》是国际著名科技出版集团Materials Research Society和Cambridge University Press联合出版的材料科学相关的SCI期刊,该期刊主要刊登和出版在材料研究领域方面具有重大影响或重要进展的文章,在材料领域具有较高的影响力。

    上述研究工作得到了国家自然科学基金、博士后基金以及中央高校基本科研业务费项目的联合资助。 哈尔滨工业大学郭景杰教授研究团队以及上海光源和北京光源衍射线站工作人员对本文实验工作亦有重要贡献。

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