题目：三元层状陶瓷：弥合金属和陶瓷之间的鸿沟

时间：2019年7月10日 15:00

地点：80足球直播吧 F301会议室

邀请人：倪娜 副教授（叶轮机械研究所）

报告人简介：

柏跃磊，博士，哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所副教授/博士生导师。在首批人社部
（全国博管会）博士后国际交流计划派出项目研究奖学金资助下，2014年至2016年在英国帝国理工学院材料系和新加坡南洋理工大学机械和航空工程学院从事博士后研究工作。主要研究对象为热防护材料与系统、结构与功能一体化陶瓷、新型三元层状材料及其在航空航天、能源及交通领域的应用。已在包括本领域的国际顶级学术期刊如Acta Mater.、J. Am. Ceram. Soc.、J. Eur. Ceram. Soc.等期刊上发表30篇学术论文，被SCI引用509次，H因子为15；在本领域国内外著名学术会议做“邀请报告”10次。获得授权专利7项，黑龙江省科学技术奖二等奖1项（第2，自然科学类）。受邀担任21个国际学术期刊的审稿人。主持承担国家自然科学基金、国防重点实验室基金、教育部博士点基金、中国博士后科学基金特别资助等多项课题。

报告摘要：

在过去20多年中，一类三元层状碳化物或氮化物MAX相由于具有金属和陶瓷的共同性能而受到人们的广泛关注，如高韧性、高损伤容限、可加工、高模量、良好的导电和导热性能、良好的抗热震和抗氧化性能等。这些优异的性能使其在航空航天领域具有潜在的应用前景。在实验研究几种典型三元层状陶瓷力学性能基础上，本工作基于第一性原理方法建立一个被称为“键刚度”的理论模型实现了对化学键强度的定量表征，并发现了MAX相的体积模量与平均化学键刚度存在定量关系。更为重要的是，利用该模型揭示了MAX相中的最弱（M-A键）和最强化学键（M-X键）的键刚度比值在1/3到1/2之间。但在Hf-Al-C系层状碳化物中该比值却大于1/2，而实验结果显示相同结构的Zr-Al-C系化合物表现出脆性陶瓷的断裂特征。利用该模型计算出新近引起人们注意的三元层状硼化物MAB相MoAlB的相应键刚度比值也在1/3到1/2之间，从而在理论上揭示出弱Al1-Al2键是其表现出高损伤容限的根本原因，这与MAX相化合物不同。此外，根据所计算出的化学键刚度值预测出MAB相的晶体结构对其宏观力学性能具有显著影响，即含有2层Al原子的MoAlB型MAB相化合物较含有1层Al原子的其它型MAB型化合物具有较高的断裂韧性和损伤容限。