学术讲座—新型高性能金属材料的创新设计与发展

讲座题目	新型高性能金属材料的创新设计与发展
主办单位	材料科学与工程学院
联合主办单位
讲座人	杨涛	讲座人职称	副高	主持人	沈军
讲座类型	自然科学	讲座对象	全校师生	时间	2024-06-19 09:00
地点	材料科学与工程学院433会议室
讲座人简介	杨涛，博导，国家自然科学基金优秀青年基金和香港研究资助局杰出青年学者获得者。现任职香港城市大学材料科学与工程系副教授，香港三维原子探针联合研究实验室（3D-APT）、先进结构材料中心（CASM）和国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心（NPMM）的核心成员等。先后荣获香港高等研究院(HKIAS) Rising Star Award，国际材料联盟IUMRS青年科学家，中国材料研究学会C-MRS杰出青年科学家奖、Acta/Scripta杰出审稿人等称号，并于2021-23年度连续三年入选美国斯坦福大学发布的年度材料科学领域全球Top 2% Scientists 榜单。课题组长期从事先进金属材料的合金设计与组织结构调控的研究，主要通过三维原子探针层析（3D-APT）、透射电镜（HR-TEM）、增材制造（3D-Printing）等技术手段研究合金材料的成分设计、材料热力学与动力学行为、固态相变行为与变形机制的精细调控等。截至目前，已在国际期刊发表学术论文140余篇，其中以第一/通讯作者身份发表 Science （3篇）, Nature Communications （2篇）, Materials Today （2篇）, Acta Materialia （10篇）等。组织撰写英文专著一本，申请国内外发明专利10余项。
讲座主要内容	随着科技日新月异的进步，我们不难发现，每一次材料科学的突破都引领着技术革新和产业转型的浪潮。正如那句脍炙人口的格言所说：“一代材料、一代技术、一代产业”，材料科学的发展直接关联着国家的技术竞争力和产业升级。近年来，航空航天、能源电力、生物医药、化学化工等关键核心领域的发展速度令人瞩目。在这些领域中，高性能金属材料与零部件的需求日益迫切。为满足这些领域对材料性能的高要求，科学家们正不断研发综合性能优异的新型金属材料。其中，多组元高熵合金作为一种新兴的金属结构材料，正逐步崭露头角。多组元高熵合金，顾名思义，是由多种元素组成的合金，这些元素以近似等摩尔比混合，形成了一种独特的合金体系。与传统合金相比，多组元高熵合金具有许多独特的优点，如高硬度、高强度、良好的耐腐蚀性、高温稳定性等。这些优异的性能使得多组元高熵合金在航空航天、能源电力等领域具有广阔的应用前景。在多组元高熵合金的创新设计和组织调控方面，科学家们从多个角度进行了深入研究。首先，“多元素协同合金化”是多组元高熵合金设计的核心思想。通过合理搭配不同元素，实现元素间的协同作用，从而提高合金的综合性能。其次，“有序超点阵结构”是多组元高熵合金的一个重要特征。这种结构使得合金在保持高硬度和高强度的同时，还具有良好的韧性和塑性。最后，“晶界纳米无序化”是多组元高熵合金组织调控的一种重要手段。通过调控晶界结构，降低晶界能，提高合金的稳定性和耐腐蚀性。与此同时，增材制造技术的出现也为金属材料的发展带来了新的机遇。增材制造技术，又称为3D打印技术，是一种基于数字模型的制造方式。它可以直接将设计的三维模型转化为真实的物体，无需传统制造过程中的加工、切削和连接等步骤。这种制造方式大大提高了制造效率和精度，同时还能够实现个性化定制和快速原型制作。对于多组元高熵合金等新型金属材料而言，增材制造技术为其制造和加工提供了更多的可能性。将新材料与新技术有机结合，将为医疗保健、汽车制造、航空航天等各个行业带来巨大的变革和机遇。