這樣的群體我們應(yīng)當(dāng)關(guān)注。
納米晶材料具有有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能,因而具備廣泛的應(yīng)用前景。長期以來人們一直在探尋塊體納米晶材料的高效制備方法,然而納米晶粒對(duì)加工參數(shù)(如溫度和時(shí)間)的敏感性依然是制約其制備的一大難題。針對(duì)此,深圳大學(xué)劉志遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種超快速壓結(jié)方法–––超聲振動(dòng)壓結(jié)(Ultrasonic Vibration Consolidation, UVC),利用非晶合金粉末顆粒之間相互摩擦產(chǎn)生的閃熱快速加熱粉末越過過冷液相區(qū),粘性流動(dòng)將粉末緊密結(jié)合在一起,額外熱量使其發(fā)生晶化。
基于非晶合金低玻璃轉(zhuǎn)變溫度(約為熔點(diǎn)1/2)和過冷液相區(qū)粘性流動(dòng)特點(diǎn),利用自然界普遍存在的摩擦熱,開發(fā)了一種新型燒結(jié)方法,超聲振動(dòng)壓結(jié)。以非晶合金粉末為原料,成功在2秒內(nèi)制備出塊體納米晶鈦合金,晶粒尺寸為10~70nm,致密度幾乎可達(dá)100%。通過實(shí)驗(yàn)分析和理論計(jì)算確認(rèn)摩擦閃熱為超聲振動(dòng)主要熱源,升溫速率高達(dá)107 K/min。分析還表明非晶合金粉末超聲振動(dòng)壓結(jié)過程致密化機(jī)制為玻璃態(tài)材料的加速粘性流動(dòng)機(jī)制。結(jié)果在《Scientific Reports》上以” Ultrafast consolidation of bulk nanocrystalline titanium alloy through ultrasonic vibration” 為題發(fā)表,深圳大學(xué)機(jī)電學(xué)院劉志遠(yuǎn)副教授為論文通訊作者。
(a) 球磨鈦基非晶合金粉末粗糙表面結(jié)構(gòu)形貌圖;(b) 超聲振動(dòng)壓結(jié)示意圖;(c) 鈦基非晶合金粉末透射電鏡照片;(d) 鈦基非晶合金粉末透射電鏡選區(qū)衍射圖。
劉志遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了超聲振動(dòng)壓結(jié)方法制備塊體納米晶材料,將制備時(shí)間縮短到幾秒量級(jí)。與大塑性變形加工塊體納米晶相比,此方法適用材料范圍更廣,制備納米晶粒更小。這種新穎的壓結(jié)方法為我們制造塊體納米晶材料提供了一種通用和高效的途徑。
一直制約粉末納米晶磁環(huán)等加工方式 ,這個(gè)可否能夠做到呢?劉老師表示愿意嘗試下。他說:”但除了要調(diào)參數(shù)外,還有很多工作需要要做,希望與非晶中國一起,把這項(xiàng)工作推動(dòng)起來。”