松山湖材料实验室董杰博士于2023年11月6日前来来课题组访问交流,并在机电与控制工程学院S601为各位师生做了题为“非晶合金及其复合材料的多尺度形变”的精彩报告。
由于独特的原子结构无序性,非晶合金及其复合材料展现出高强度、大弹性和高韧性等优异力学特性,极具工程应用前景和科学吸引力。但是,在不同空间尺度上,非晶合金均有着复杂无序的原子和组织结构,其宏观变形中隐藏着复杂的局域形变,而这些局域形变对宏观力学性能具有决定性影响。寻找这种隐藏的局域形变特征,在理论和实验上都具有一定的挑战性。董杰博士在本次报告中重点介绍了基于高能射线技术的应变测量方法,并通过这些测试方法揭示了非晶合金及其复合材料的多尺度局域形变图像和内在机制,并介绍了他对非晶合金的宏观力学行为与性能调控的理解和认识。
董杰博士从非晶合金所具有的力学特性讲起,介绍了非晶合金的几种经典的增韧方法。他着重介绍了通过调控晶体相并利用晶体相的马氏体相变机制,所获得的内生晶体的非晶合金复合材料具有非常好的韧塑性。为了研究材料均匀宏观形变内的隐藏局域形变,董杰博士基于布拉格衍射原理,从晶格应变的角度探索非晶合金复合材料局域晶粒变形机制,在微米-纳米尺度内揭示了晶格相变的各项异性特征,并从晶体微尺度力学行为和晶体学分析结合数学模拟阐明相变各向异性背后的机理。同时为弥补布拉格衍射的不足,董杰博士采用原子对分布函数PDF数学分析方法,进一步从在纳米-埃米尺度的局域原子结构变化的角度来研究非晶合金的变形机制,并揭示了其局域非仿射形变机理。
董杰,松山湖材料实验室博士后。2013年于山东大学力学系获学士学位,2016于中科院力学所所获硕士学位,2021于中科院物理所获博士学位,博士导师为白海洋和孙保安研究员,研究方向主要为非晶合金的多尺度力学行为及其结构起源和物理本质。2021年加入松山湖材料实验中子科学平台从事非晶复合材料的相变和增韧机制研究,合作导师为马东研究员。迄今在Nat. Phys., The innovation, J. Mater. Sci. Tech. 等期刊发表学术论文18篇(一作7篇),申请发明专利13项目(一作2项)。
撰稿人:陈东津
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