北京工业大学以第一完成单位在《Nature》发表首篇论文
2024/01/10
8051月4日，国际高水平期刊《Nature》刊发了北京工业大学材料科学与工程学院韩晓东教授团队研究成果《Negative mixing enthalpy solid solutions deliver high strength and ductility》。这是北京工业大学以第一完成单位在《Nature》上发表的首篇论文，标志着学校在高强韧合金设计与原子尺度强韧化机理方面取得重要科研进展。北京工业大学助理研究员安子冰为第一作者，韩晓东教授、毛圣成研究员为共同通讯作者。论文原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06894-9
金属结构材料优异的强度与塑性决定了装备和设备的先进性和安全性。然而，材料的强度与塑性之间是相互制约的，提高强度的同时往往损失塑性，呈现出强度?塑性倒置的矛盾关系。发展兼具高强度与高塑性金属结构材料成为研究者的恒久追求。以体心立方结构难熔多组元合金为例，提出有效的合金设计准则，开发兼具高强度和大拉伸塑性的合金体系仍是国际领域的重大基础性科学问题和难题。
围绕上述重大基础性科学问题，团队与张泽院士及合作者们提出“负混合焓固溶体”（简称负焓固溶体）设计高强韧合金概念。基于该设计概念，作者向近理想高熵HfNbTiV合金中添加AI元素，形成负混合焓Al-M（M= Hf, Nb, Ti, V）多级纳米异质结构，制备出HfNbTiVAl10大负焓固溶体合金。该合金展示出了超高屈服强度与大拉伸塑性，解决了难熔多组元合金强度-塑性倒置难题。该设计理念具有广泛性和普适性，已经在多种体心立方结构和面心立方结构的多组元合金中得到验证，能够快速地指导不同结构的兼具高强塑性多组元合金化学成分设计，推动高强韧合金的发展。这一突破性进展为解决金属材料领域长期面临的强度与塑性倒置难题提供了新思路。
HfNbTiVAl10合金的屈服强度为~1390 MPa，延性达~20%（图1），其屈服强度与拉伸塑性的协同效果远超同类合金。该优异力学性能源于其具有跨亚纳米至上百纳米的多尺度化学成分波动结构（图2）。基于原子尺度成分分析，作者首次揭示出原子尺度混合熵及混合焓分布，发现混合焓在-3.20~-9.83kJ/mol间的高度波动是其形成多尺度化学成分波动的关键。基于原位同步辐射拉伸实验，阐明该合金内位错密度随应变持续增加至高密度（~5.15×1015m-2）保障了该合金高的、持续的加工硬化率（图3）。多尺度化学成分波动可以连续阻碍位错运动，促进位错以多系滑移和交叉滑移的方式运动和累积（图4），从而使应变硬化率在大应变范围内保持高水平。
(图1 拉伸应变-应变曲线。HfNbTiVAl10合金展示出优异的屈服强度与均匀拉伸塑性，其综合力学性能超过同类难熔多主元合金。)
（图2 负焓诱导多尺度的化学成分波动结构在HfNbTiVAl10合金内形成。）
（图3 原位同步辐射拉伸实验揭示出位错密度随应变持续增加的演化规律，保障合金在宽应变范围内的高加工硬化率。）
（图4 多尺度化学成分波动结构促进位错的多系滑移和交叉滑移，实现位错的增殖。）
综合实验、理论计算与文献调研结果，发现合金屈服强度与混合焓存在线性关系，首次提出负混合焓强化机制。因此，负焓固溶体设计理念不仅可以提高合金强度，同时能够诱导形成多尺度的化学成分波动来提高塑性，是解决材料强度-塑性倒置的矛盾关系、高强韧合金设计的新策略。上述成果获得国家重点研发专项、国家自然科学基金委基础科学中心项目、卓越青年科学家、国家自然科学基金委面上项目、北京市科技新星、 “111”引智计划、中国博士后基金、香港基金等项目的支持及北京工业大学大型仪器共享管理平台的设备支持。
鏂囩珷鏉ユ簮北京工业大学新闻中心锛屽垎浜彧涓哄鏈氦娴侊紝濡傛秹鍙婁镜鏉冮棶棰樿鑱旂郴鎴戜滑锛屾垜浠皢鍙婃椂淇敼鎴栧垹闄ゃ
-
2026骞4鏈堥珮褰曠敤妫绱㈠揩鍥介檯瀛︽湳浼 32
-
2026骞寸鍏眾璁＄畻鏈恒佹帶鍒跺拰鏈哄櫒浜 102
-
2026璧勬簮銆佸寲瀛﹀寲宸ヤ笌搴旂敤鏉愭枡鍥介檯 1529
-
2026骞翠汉宸ユ櫤鑳芥暀鑲叉妧鏈笌鏁版嵁绉戝 535
-
2026骞村浘鍍忓鐞嗕笌鏁板瓧鍒涙剰璁捐鍥介檯 1294
-
2026骞存満姊板伐绋嬶紝鏂拌兘婧愪笌鐢垫皵鎶鏈 5759
-
2026骞存潗鏂欑瀛︺佷綆纰虫妧鏈笌鍔ㄥ姏宸 1546
-
2026骞寸浜屽眾鏃犵嚎涓庡厜閫氫俊鍥介檯浼氳 2307
-
2026骞村鏉愬埗閫犮3D鎵撳嵃涓庡垱鏂拌 03-13
-
2026骞磋溅杈嗗伐绋嬩笌鏂拌兘婧愭苯杞﹀浗闄呬細 03-13
-
2026骞寸簿瀵嗘満姊般佷华鍣ㄤ华琛ㄤ笌浼犳劅鎶 03-13
-
2026骞存満鍣ㄤ汉鎶鏈佹櫤鑳借澶囦笌鑷姩 03-13
-
2026骞撮氫俊绯荤粺銆佺綉缁滀笌淇″彿澶勭悊鍥 03-13
-
2026骞存櫤鑳藉埗閫犮佸伐涓氫簰鑱旂綉涓庢暟瀛 03-13
-
2026骞寸幆澧冩不鐞嗐佺敓鎬佷慨澶嶄笌纰充腑鍜 03-13
2026骞村尯鍧楅摼鎶鏈笌鍩虹妯″瀷鍥介檯瀛︽湳浼氳锛.
2026骞存暟鏅虹粍缁囦笌绠＄悊鍥介檯瀛︽湳浼氳 (IC.
IEEE鍑虹増锝滅浜屽眾瑙嗚銆佸厛杩涙垚鍍忓拰璁＄畻鏈烘妧.
绗叚灞婄敓鐗╁尰瀛︿笌鐢熺墿淇℃伅宸ョ▼鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圛.
绗簩灞婃帶鍒剁郴缁熶笌鐢垫皵宸ョ▼鍥介檯瀛︽湳浼氳(ICC.
IEEE鍑虹増锝滅浜屽眾鍏堣繘鑳芥簮绯荤粺涓庣數鍔涚數瀛愬浗.
绗簩灞婅蒋浠跺伐绋嬩笌璁＄畻鏈哄簲鐢ㄥ浗闄呭鏈細璁紙SE.
绗叚灞婂厛杩涙潗鏂欎笌鏈烘鐢靛瓙鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圛CA.
绗簩灞婁汉宸ユ櫤鑳姐佷汉鏈轰氦浜掍笌鑷劧璇█澶勭悊鍥介檯瀛.
2026骞寸涔濆眾浜哄伐鏅鸿兘涓庡ぇ鏁版嵁鍥介檯浼氳 (.
2026骞寸浜斿眾浜戣绠椼佽绠楁満瑙嗚鍜屽浘鍍忓鐞.
2026骞村姩鍔涘涓庢満姊板伐绋嬪浗闄呭鏈爺璁ㄤ細 (.
2026骞寸鍏眾璁＄畻鏈哄浘褰㈠銆佸浘鍍忎笌鍙鍖栧浗.
绗叓灞婁俊鎭瀛︺佺數姘斾笌鑷姩鍖栧伐绋嬪浗闄呭鏈細璁.
绗笁灞婃満鍣ㄥ涔犱笌鏅鸿兘璁＄畻鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圡LI.
绗叚灞婅嚜鍔ㄥ寲鎺у埗銆佺畻娉曚笌鏅鸿兘浠跨敓鍥介檯瀛︽湳浼氳.
2026 骞寸涓夊眾璁＄畻锛屾満鍣ㄥ涔犱笌鏁版嵁绉戝鍥.
绗崄涓夊眾鍏堣繘鍒堕犳妧鏈笌鏉愭枡宸ョ▼鍥介檯瀛︽湳浼氳 .
绗簩灞婁汉宸ユ櫤鑳戒笌浜у搧璁捐鍥介檯瀛︽湳浼氳 锛圓I.
2026骞撮噺瀛愯绠椾笌浜哄伐鏅鸿兘鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圛.
2026骞寸鍏眾璁＄畻鏈鸿瑙変笌妯″紡鍒嗘瀽鍥介檯瀛︽湳.
绗竷灞婃満姊颁华琛ㄤ笌鑷姩鍖栧浗闄呭鏈細璁(ICMI.
2026骞寸鍥涘眾浜氭床鏈哄櫒瀛︿範銆佺畻娉曚笌绁炵粡缃戠粶.
2026骞寸鍥涘眾浜氭床璁＄畻鏈鸿瑙夈佸浘鍍忓鐞嗕笌妯.
2026骞翠汉宸ユ櫤鑳戒笌鏁版嵁鎸栨帢鍥介檯瀛︽湳浼氳锛圓.
2026骞寸浜斿眾缃戠粶銆侀氫俊涓庝俊鎭妧鏈浗闄呬細璁.
2026骞存櫤鑳芥満鍣ㄤ汉涓庢帶鍒舵妧鏈浗闄呬細璁(CI.
2026骞翠紶鎰熷櫒鎶鏈佽嚜鍔ㄥ寲涓庢櫤鑳藉埗閫犲浗闄呬細.
-
2026骞翠腑绉戦櫌鏈熷垔鍒嗗尯琛紙鏂伴攼10
-
2025骞翠袱闄㈤櫌澹閫夋湁鏁堝欓変汉4281
-
2025鏈鏂癑CR鍒嗗尯鍙婂奖鍝嶅洜瀛11266
-
濂藉鏈:绉戠爺缃戝潃瀵艰埅|瀛︽湳澶存潯鍒5427
-
2025骞村浗闄呮湡鍒婇璀﹀悕鍗曞彂甯!5541
-
2025骞翠腑绉戦櫌鏈熷垔鍒嗗尯琛ㄩ噸纾呭彂18728
-
涓浗绉戝崗銆婇噸瑕佸鏈細璁洰褰曪紙2011157
-
鍚夋灄澶у鏍￠暱寮犲笇锛氬鏈細璁腑鐨勬彁6696
-
涓浗绉戝ぇ鐮斿埗鍑烘満鍣ㄤ汉鐏靛阀鎵嬫寚灏栧叚03-11
-
鐮旂┒鎻ず閬椾紶澶氭牱鎬у浣曢噸濉戝井鐢熺墿03-11
-
鐮旂┒鍙戠幇鍙岄叞鑳虹被鏉铏墏褰卞搷铚滆渹铚03-11
-
鐮旂┒鎻ず鑱氱劍鍏夊満涓唴绂鑷棆绾圭悊03-11
-
鏂板瀷纾佹祦浣撴満鍣ㄤ汉鐮磋В涓村簥闅鹃03-11
-
鍗椾含澶у鐗╃悊瀛﹂櫌娓╅敠鐢熻棰樼粍鍦ㄤ簹03-11
-
鍗椾含澶у鐗╃悊瀛﹂櫌楂樺姏娉€佽鍥芥枃鍥03-11
-
河南省商丘市化妆品 23244
-
赛诺瑞 8210
-
上海龙润公司 2283
-
苏州大学商学院 21363
-
北京东西方会议服务中心 18318
-
nogara 18146
-
ICAIOT2021 8236
-
上海信世展览服务有限公司 8278
-
中国能源环境科技协会 18396
-
北京华汽工程技术研究院 8538
-
广州市锐博生物科技有限公司 2468
-
沈阳博思教育 21275
-
杭州飞拓会展有限公司 23348
-
武汉优莱特文化发展有限公司 24542
-
fdf 24416
-
中国农学会 23498
-
北京华斯泰生物医学科技有限公司 8339
-
上海大学管理学院 21375
-
河南开封欧帕自动化有限公司 18325
-
中国视延有限责任公司 21300
