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12.10】无机非金属沙龙第9期活动
报告一:Radiation effects in Mn+1AXn phases
报告二:高韧性和高损伤容限的新型三元层状硼化物MAB相
2020-12-08 | 供稿: 青年职工俱乐部        【 】【打印】【关闭

报告一:Radiation effects in Mn+1AXn phases

嘉宾一:王晨旭 研究员(北京大学)

时间一:2020年12月10日(周四) 下午14:00-15:30

报告二:高韧性和高损伤容限的新型三元层状硼化物MAB相

嘉宾二:柏跃磊 副教授(哈尔滨工业大学)

时间二:2020年12月10日(周四) 下午15:30-17:00

地 点:李薰楼468会议室

    

报告一简介: 

  Structural materials play an important role in the operation of nuclear reactors, wherein materials are likely to experience extreme conditions, such as severe radiation damage, high temperature, and high pressure. Advanced materials can improve economics and safety of next generation reactors. Mn+1AXn phases possess unique properties, making them promising candidate materials for advanced nuclear systems. 

  In this talk, I will present the direct observation of irradiation-induced antisite defects in Mn+1AXn phases and chemical disordering using high-resolution (HR) aberration-corrected STEM HAADF and ABF imaging. An order-to-disorder, hex-to-γ-to-fcc phase transformation and the formation of metastable solid solution phases were observed using synchrotron grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD), atom probe tomography (APT), and first-principle calculations. Role of M, A, X, and n factors in radiation tolerance of Mn+1AXn phases will be discussed. I will also introduce processing tools (ion irradiation) that can uniquely tailor materials’ structures and produce new phases (fcc-MAX solid solutions). 

    

主讲嘉宾一简介: 

  王晨旭,北京大学特聘研究员,博导。2016年毕业于北京大学物理学院,2016年至2020年赴美国斯坦福大学从事博士后研究。主要的研究方向包括核能材料的辐照损伤效应;核废料包埋材料的高压稳定性;以及辐照和高压等极端条件对材料的改性等。目前已发表SCI文章30余篇,包括1Natl. Sci. Rev.1Appl. Phys. Rev.3Nat. Commun.1Sci. Adv.等,国际会议报告近20次。曾获得北京大学优秀博士论文奖、国际高性能陶瓷大会最佳口头报告奖等。现任美国陶瓷学会、美国材料学会、国际地质化学学会会员,并担任Sci. Adv.Acta Mater. Sci. Rep. JACS等杂志审稿人。 

 

报告二简介:

  超高温陶瓷具有良好的高温性能,在高超音速飞行器上具有重大应用前景。该类材料主要由二元过渡金属碳化物、氮化物和硼化物组成。然而,该材料的本征脆性和较差的抗氧化性能限制了应用。一些含铝MAX相碳化物的实验结果表明Al层原子的插入可以显著提高该类材料的断裂韧性和抗氧化性。最近的实验结果表明通过在二元硼化物晶格中插入Al层原子形成的“MAB”相也表现出类似性能。MoAlB具有良好的抗氧化性能而成为潜在高温结构材料,而“212”型MAB相化合物Fe2AlB2在室温附近出现磁热效应(MCE),这使其成为一种极具潜力的磁致冷材料。本报告将在简要介绍报告人的科研概况后主要关注其在MAB相领域的最新研究进展。

  多尺度层状结构和弱层间结合对MAB相的宏观力学行为具有决定性影响。采用键刚度模型分析表明MoAlB强的共价键存在于B-B和Mo-B原子之间,而Al原子之间的化学键则要明显弱很多,揭示该材料具有高断裂韧度和损伤容限根本原因。此外,理论预测还表明“111”型MAB相较“212”型等其它MAB相化合物具有较高的断裂韧度和损伤容限。在采用反应热压工艺成功合成出高纯、多晶、致密(相对密度95%)Fe2AlB2后全面表征了Fe2AlB2的力学和物理性能,并采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法深入探讨了其物理机制。“212”型MAB相化合物Fe2AlB2表现出异于传统脆性陶瓷的非灾难性破坏行为,并在维氏压痕作用下没有主裂纹沿着该压痕对角线扩展,表现出极高的损伤容限和断裂韧性,证实了理论预测的正确性。总体上,理论分析很好的解释了实验现象的内在机制,并且对热物理性能的预测值与实验结果极为接近。

 

主讲嘉宾二简介:

  柏跃磊,哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所副教授/博士生导师。2006年本科毕业于哈尔滨工业大学航天学院复合材料与工程专业,同年被免试保送至哈工大复合材料与结构研究所攻读博士学位,2012年毕业并留校任教,2013年破格晋升为副教授,2018年被评为博士生导师。在首批(2013年)人社部(全国博管会)博士后国际交流计划派出项目研究奖学金资助下,2014年至2016年在英国帝国理工学院材料系和新加坡南洋理工大学机械和航空工程学院从事博士后研究工作。已在包括本领域的国际顶级学术期刊如Acta Mater.、J. Am. Ceram. Soc.、J. Eur. Ceram. Soc.等期刊上发表32篇学术论文,被引用900余次,H因子为19;在国内外学术会议上作主旨/邀请报告16次。获得授权专利7项,黑龙江省科学技术奖一等奖和二等奖各1项(第2,自然科学类)。受邀担任26个国际学术期刊的审稿人,审稿106次,如Acta Mater.、J. Adv. Ceram.、J. Am. Ceram. Soc.、J. Eur. Ceram. Soc.。主要研究方向为热防护材料与系统、结构-功能一体化陶瓷、新型三元层状材料及其在航空航天、能源及交通领域的应用。

    

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