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北京理工大学在非晶合金热传输机理研究方面取得新进展

  澳门新葡亰集团官网王鲁教授团队与北京工业大学贺定勇教授团队通力合作,在Fe基非晶合金微结构演化与热传输性能的关联机制方面取得突破。金属材料领域顶级期刊《Acta Materialia》以“Thermal transport property correlated with microstructural evolution of Fe-based amorphous alloy”为题在线报道了这一研究进展。澳门新葡亰集团官网博士后姚海华为第一作者,北京理工大学薛云飞副教授与北京工业大学周正副研究员为共同通讯作者。

  非晶合金是一类兼有金属和玻璃特性的新型固体材料,也称“金属玻璃”。基于拓扑无序结构对传热载流子散射增强的作用,团队探索了铁基非晶合金作为新型隔热材料应用于中低温热防护领域的潜力,其中非晶态结构在长周期热作用条件下的稳定性是影响其应用的关键问题。

  为此,研究团队根据服役条件,突破以往利用热力学条件评价非晶合金稳定性的传统方式,从动力学角度切入,发现在长周期热作用下,动力学效应虽然能够引起纳米晶化但并不会造成合金热导率的显著升高,原因是超细纳米晶析出引入的相界增加了对传热载流子的额外散射,抵消了因晶化带来的不利影响。这一新发现和认识不仅有助于我们更好的理解非晶合金材料的结构转变特点,也为设计新型金属基热防护材料提供了更多可能。

  

  图1 合金微微结构演化与热导率关系

  

  图2 纳米晶析出与长大对合金热传输性能影响示意图

  论文链接:

  https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.072