青年科学家—卢柯谈纳米金属材料的进展和挑战

引言40多年以前,科学家们就认识到实际材料中的无序结构是不容忽视的。许多新发现的物理效应,诸如某些相转变、量子尺寸效应和有关的传输现象等,只出现在含有缺陷的有序固体中。事实上,如果多晶体中晶体区的特征尺度(晶粒或晶畴直径或薄膜     

沈阳材料科学国家(联合)实验室

一、概　况　　自 2 0世纪 80年代中期始 ,在原国家计委、原国家科委和中国科学院的支持下 ,中国科学院金属研究所相继建立了固体原子像开放实验室、材料疲劳与断裂国家重点实验室和快速凝固非平衡合金国家重点实验室。在 1997年工程与材料科学类重点实验室的评估中 ,上述 3个实验室分列第五、第六和第二位。 2 0 0 0年 10月 ,经科技部批准 ,中国科学院金属研究所以上述 3个实验室为基础 ,组建成立我国第一个研究类国家实验室———沈阳材料科学国家(联合 )实验室。年度运行经费由科技部、中国科学院共同资助。 2 0 0 1年 6月实验室正式挂牌…     

纯铜纳米晶表层摩擦磨损性能研究

采用表面机械研磨（Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT）方法,成功地在纯铜表面制备出厚度约为25μm纳米晶层,最表层晶粒尺寸约为10nm．研究了Cu纳米晶表层在室温条件下滑动及微动摩擦磨损性能．结果表明,在干摩擦滑动条件下,Cu纳米晶表层摩擦磨损性能明显优于普通粗晶Cu．当载荷低于20N时,Cu纳米晶表层稳态摩擦系数低于粗晶铜;在实验载荷范围内,Cu纳米晶表层磨损量低于粗晶铜,并随载荷增大,这种差异逐渐减小．Cu纳米晶表层耐磨性提高主要归于纳米结构高硬度,以及氧化物屑易形成稳定的机械混合层等因素．在微动条件下,Cu纳米晶表层耐磨性明显优于粗晶Cu,其磨损量明显低于粗晶Cu．在干摩擦条件下,Cu纳米晶表层摩擦系数低于粗晶Cu,磨损随载荷与微动频率的变化是连续氧化物磨屑层的形成与破坏过程;在油润滑条件下,Cu纳米晶表层摩擦系数高于粗晶Cu,主要是其高硬度导致油膜破坏引起金属之间局部直接接触造成,其磨损量大幅度下降与其磨损过程中在对磨球上形成转移层密切相关．     

入侵检测系统利用信息熵检测网络攻击的方法

针对传统入侵检测系统报警事件数量多、误报率高的问题,提出了一种基于信息熵的网络攻击检测方法。该方法利用雷尼熵对报警事件源IP地址、目标IP地址、源威胁度、目标威胁度以及数据报大小这5个属性香农熵的融合结果来表示网络状态,通过与正常网络状态的对比识别网络异常。真实攻击和人工合成攻击环境中的实验结果表明,该方法能在保持误报率低于1%的情况下命中率高于90%;与基于特征香农熵的攻击检测方法相比,该方法对攻击更敏感,最易检测出DoS攻击和主机入侵,其次是主机扫描和端口扫描,对蠕虫攻击的检测敏感度稍差。对比测试结果表明,该方法在提高命中率的同时,还能有效降低误报率。     

机械球磨硒非晶化的XAFS研究

利用低温EXAFS和XANESD方法研究了晶态Se在机械球磨过程中的结构变化，结果显示在球磨过程中引入链状分子间的中程无序，破坏了分子间的结合，而分子内Se原子以共价键结合，不易被打破。     

纳米孪晶纯铜的极值强度及纳米孪晶提高金属材料综合强韧性

多晶材料的强度随晶粒尺寸减小而提高。但理论分析及分子动力学模拟结果显示,当材料晶粒尺寸小于某个临界值后,进一步减小晶粒尺寸可能导致材料软化。多晶体材料极值强度的出现是由于塑性变形的控制机制由晶格位错运动逐步转化为晶界行为。本研究组研究了具有不同孪晶片层厚度的纳米孪晶纯铜的极值强度,结果发现强度随孪晶片层厚度下降而提高。当孪晶片层厚度为15nm时,材料强度达到最大值。进一步减小孪晶片层,强度反而减小、出现软化现象。随孪晶片层减小,样品的塑性和加工硬化能力单调增加。分析表明纳米孪晶铜中极值强度的出现是由于随孪晶片层尺寸减小塑性变形机制从位错孪晶界相互作用主导转变为由孪晶片层结构中预存位错运动主导所致。     

国家重点实验室计划为基础研究创建了一个稳定平台——在国家重点实验室计划20周年、973计划5周年纪念大会上的发言

尊敬的各位领导、各位专家、各位代表: 　　今天我很荣幸有机会参加国家重点实验室计划 20周年和973计划5周年纪念大会。自1988年起, 我分别作为一名研究生、一名研究人员和一名学术 带头人在国家重点实验室从事了16年的科研工作, 在这里我谈几点感受。 　　1.国家重点实验室定     

非晶态合金晶化过程的高精度电阻监测研究

发展了一种高精度四线交流电阻测试设备，原位监测Ｎｉ８０Ｐ２０，ＦｅＺｒ２和Ｆｅ８６Ｂ１４非晶合金的晶化动力学过程。结果表明这种方法可以发现非晶合金早期晶化过程，测试出的晶化温度范围明显宽于ＤＳＣ方法，能够更加灵敏地反映晶化过程的信息，这种方法还能够临别共晶型和多形型晶化中的形核和长大过程，而对于初晶型晶化过程电阻测试亦反映了初晶相的形核信息。     

包覆镍膜的银粒子过热与熔化的分子动力学模拟及实验研究

采用分子动力学及镶嵌原子势模拟了包覆于Ni膜中的球形Ag粒子（含3055个原子）的熔化行为. 发现Ag粒子与Ni膜可形成半共格界面，从而抑制了粒子的表面熔化，使其熔点升高至1330 K，即相对Ag的平衡熔点((1230±15) K)过热100 K,而比相应的自由粒子的熔点约高290 K. 熔化以非均匀形核方式从有缺陷的局部界面处开始，并向粒子内部推进. 采用热分析方法，在熔体激冷制备的Ag/Ni条带中观察到平均粒径为30 nm的Ag粒子的过热度为70 K. 分析表明，用非均匀形核熔化理论可以很好地解释Ag粒子的过热行为.     

低频内耗方法研究纳米晶Al块体材料的退火效应

运用低频内耗温度谱和TEM显微观察,系统研究了由含H等离子蒸发制备的粉料经冷压得到的纳米晶Al试样的滞弹性行为及结构演化过程.结果表明当T预退火＜823K时,内耗Q-1随温度指数增加;当823K≤T预退火≤893K时,内耗Q-1的温度谱在指数背景上出现分布很宽的弛豫峰Pn.该峰远低于经典的粗晶Al的晶界峰;峰的激活能为(1.20±0.05)eV,介于粗晶Al沿晶界扩散的激活能与晶格扩散激活能之间.893K预退火40min后进行85%冷轧量变形并经727K退火60min的纳米晶Al,内耗Q-1随温度的变化表现为双弛豫峰P1和P2.P1蜂的激活能为(1.22±0.18)eV,P2峰的激活能为(1.53±16)eV.P1峰温和激活能与P0峰相当,P2峰温和激活能与粗晶Al晶界峰相当.TEM显微观察表明纳米晶Al的晶间结构及晶粒形状随预退火和冷变形处理发生了改变.根据上述结果,对预退火及冷变形处理引起的纳米晶Al的结构变化和内耗本质进行了探讨.