03.01 首次!松山湖材料實驗室研究成果入選“中國科學十大進展”

2月27日,科學技術部高技術研究發展中心(基礎研究管理中心)發佈了“2019年度中國科學十大進展”。松山湖材料實驗室主任汪衛華院士團隊,實驗室全職博士後李明星、雙聘研究員柳延輝的研究成果“基於材料基因工程研製出高溫塊體金屬玻璃”入選其中。

首次!松山湖材料实验室研究成果入选“中国科学十大进展”

相關工作於2019年5月發表在《Nature》雜誌上,題為High-temperature bulk metallic glasses developed by combinatorial methods。

首次!松山湖材料实验室研究成果入选“中国科学十大进展”

據悉,這是該實驗室的研究成果首次入選國家級“十大”科學進展。研究團隊採用材料基因工程理念開發了獨特的高通量實驗方法,實現非晶合金的快速篩選,研製出高溫高強非晶合金材料新體系。

論文中稱,自從19601年被發現以來,研究人員們已經開發出了基於多種元素的金屬玻璃。然而,玻璃形成成分的理論預測具有挑戰性,迄今為止,發現具有特定性能的合金很大程度上是反覆試驗的結果。塊狀金屬玻璃的強度和彈性可超過常規結構合金,但這些玻璃的機械性能在很大程度上取決於玻璃化轉變溫度。在接近玻璃化轉變的溫度下,大塊金屬玻璃經歷塑性流動,導致準靜態強度大大降低。此前已有機構開發出玻璃化轉變溫度大於1,000開爾文的大塊金屬玻璃,但是過冷的液體區域(在玻璃化轉變和結晶溫度之間)狹窄,導致熱塑性成型性非常小,這限制了它們的實際適用性。

論文中報告了銥/鎳/鉭金屬玻璃(以及其他也含硼的金屬玻璃)的設計,其玻璃化轉變溫度高達1,162開爾文,過冷液體區域為136開爾文,比大多數現有金屬玻璃要寬。與現有合金相比,此次研發出的Ir-Ni-Ta-(B)玻璃在高溫下表現出高強度:在1,000開爾文溫度下為3.7吉帕斯卡9,13。其玻璃成型能力的特點是臨界鑄造厚度為三毫米,這表明通過熱塑性成型可以輕鬆獲得用於高溫或惡劣環境的小規模零件。

為了識別感興趣的特性合金,該團隊利用簡化的組合方法,並充分考慮了先前報道的玻璃形成能力和電阻率之間的相關性。這種方法是非破壞性的,可以在同一樣品庫上進行一系列物理性能的後續測試。該研究的設計和發現方法的實用性,以鑑定高強度、高溫塊狀金屬玻璃為例,預示著可以發現具有令人興奮特性的其他玻璃態合金。

2019年度中國科學十大進展分別為:

1)探測到月幔物質出露的初步證據

2)構架出面向人工通用智能的異構芯片

3)提出基於DNA檢測酶調控的自身免疫疾病治療方案

4)破解藻類水下光合作用的蛋白結構和功能

5)基於材料基因工程研製出高溫塊體金屬玻璃

6)闡明銪離子對提升鈣鈦礦太陽能電池壽命的機理

7)青藏高原發現丹尼索瓦人

8)實現對引力誘導量子退相干模型的衛星檢驗

9)揭示非洲豬瘟病毒結構及其組裝機制

10)首次觀測到三維量子霍爾效應


分享到:


相關文章: