福州大学《JMST》:原位透射电镜实现合金界面断裂的原子级观察
硬质合金的硬度与WC晶粒的大小成反比,晶粒生长抑制剂被广泛用于制备晶粒更小的硬质合金。据报道,晶粒生长抑制剂的溶质原子在WC-Co界面处偏聚,导致形成薄膜状的二维界面相。VC和Cr3C2是工业中最有效的晶粒生长抑制剂,两种掺杂可诱导界面重组。
近日,福州大学研究员对V掺杂的WC-Co 硬质合金的FIB薄片进行了原位弯曲,并通过TEM观察了裂纹扩展 。采用AC-STEM对WC-Co界面在断裂前后的原子构型进行了表征和比较,提出了原子尺度的键位断裂路径,并通过DFT计算验证了实验观察到的断裂行为,相关论文以题为“Atomistic observation of in situ fractured surfaces at a V-doped WC-Co interface”发表在Journalof Materials Science & Technology。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.09.021
图1 透射电镜图像显示了在FIB薄片上进行的原位TEM弯曲实验。(a)加载前的状态,(b)连续加载3min后未见裂纹,(c)裂缝发起的切口,(d,e)裂纹传播沿WC-Co界面。(f)的裂纹偏转相邻WC颗粒。
图2AC-STEM描述有关WC-Co断裂之前的相界面。(a, b) Co粘结相和WC晶粒的菊池线,(c)相界面高分辨率HAADF图像,(d-g)相界面处的EDS图,(h)EDS强度线剖面和(i)成分剖面分析
图3 断裂WC-Co界面的AC-STEM表征(a)WC侧解理面HAADF图像,(b-e)相界面处EDS图,(f)EDS强度线剖面和(g)成分剖面分析。
图4 ( a ) V掺杂WC-Co界面的DFT优化界面结构。( b ) Wsep每层原子界面断裂做功
本研究提供了从V掺杂WC-Co单键界面对断裂表面的原子分辨率观察,并在第一性原理计算的帮助下为失效机制提供了新的理解。偏析诱导的三层原子层,与WC颗粒共格,表现出很高的韧性。另一方面,三层超晶格结构和随机取向的钴相之间非共格降低了层间结合强度,这得到了理论计算的验证。构建共格的WC-Co界面可能是改善硬质合金机械性能的有效方法。
虽然本研究揭示了WC-Co界面在机械载荷下为优先断裂界面,但并不一定表明WC/Co界面是WC-Co复合材料中最弱的键组件之一。目前的研究旨在比较V掺杂WC-Co界面上不同界面层的强度,该界面普遍存在于商业制造的硬质合金中。未来还需要进行系统研究,比较不同键合的界面结合强度。
总而言之,通过像差校正HAADF成像和EDS图谱研究了断裂的原子结构和化学性质。通过对WC/Co界面断裂前后的比较,发现含V的类fcc三层结构与相邻Co相发生断裂。DFT计算表明,键合特性和界面非共格降低了层间键合强度(文:晓太阳)
杨合的生平
现任全国塑性工程学会副理事长、青年工作委员会主任,塑性成形模拟与模具技术国家重点实验室学术委员会副主任,全国冲压学术委员副主任,中国材料工程大典《板料冲压成形》篇主编;The ASME JMSE、JMPT、JMST、FEAD及《中国科学》、《自然科学进展》等重要刊物的审稿人;ICFDM、IMCC、ICNFT等国际会议学术委员...
雀闸那格: 福州大学新能源材料考研推荐你使用下面几本参考书复习效率会比较高 《2016福州大学化学综合A考研复习精编》(含真题与答案) 《2016福州大学820化学综合B考研复习精编》(含课后习题答案) 《2016福州大学化学综合A考研冲刺宝典》 《2016福大化学综合A考研模拟五套卷与答案解析》 《2016福大820化学综合B考研模拟五套卷与答案解析》 《2016福州大学仪器分析考研题库精粹》 《2016福州大学分析化学考研题库精粹》 《2016福州大学物理化学考研题库精粹》 还有什么问题可以到2016福州大学考研群:155545292,你可以去咨询一下里面的学长学姐.
江都市19310801785: 我想考福州大学的材料物理与化学专业,请问专业课有什么参考书或是什么参考资料啊!谢谢! - ?
雀闸那格: 专业课用书就一本上交大二版的材基及其配套用书,没了.应该相对其他专业是比较简单的了.至于复试的话,有材料分析、热处理、固态相变.祝君好运!
江都市19310801785: 2016福州大学化学工艺考研有什么教材比较好? - ?
雀闸那格: 福州大学大学化学工艺考研可以给你推荐下面几本教材,这些都是内容比较详细,考点和知识点比较清晰的适合基础比较差和有中等基础的考生. 《2016福州大学化工原理考研复习精编》 《2016福州大学化工原理考研冲刺宝典》 《2016福大化工原理考研模拟五套卷与答案解析》
江都市19310801785: 2018考福州大学研究生828结构力学的参考书目有哪些? - ?
雀闸那格: 从聚英考研网上找到2018考研福州大学828结构力学的参考书目有:龙驭球编,《结构力学》(上、下册),高等教育出版社,2006;祁皑主编,《结构力学》,建筑工业出版社,2012年;祁皑 编著,《结构力学学习辅导与解题指南》(第二版),清华大学出版社,2013年汽车电子控制技术(第二版), 冯崇毅,鲁植雄,何丹娅 主编;人民交通出版社,2011.12(ISBN: 9787114095450);汽车电子学教程(第2版),李建秋 等编著,清华大学出版社,2011.5(ISBN:9787302253211) 复习书:《2018福州大学828结构力学考研专业课复习全书》
江都市19310801785: 我是13年考研的,本专业是测绘工程,想报考福州大学的测绘工程研究生,请推荐下考研书籍?
雀闸那格: 福州大学测绘工程(专业学位)专业考研详细信息如下: 085215测绘工程(专业学位) ①101思想政治理论②204英语二③302数学二④856地理信息系统 复试科目: ①测量学或②数字地图制图 本专业不招收同等学力考生 856地理信息系统 《地理信息系统教程》胡鹏,黄杏元,华一新编著,武汉大学出版社,2002年
江都市19310801785: 福州大学经济管理研究生的复习书籍有那些比较经典的,大虾们给个建议,感激ing... - ?
雀闸那格: 《2011福州大学管理学综合考研复习精编》一、资料介绍1.资料来源 《2011福州大学管理学综合考研复习精编》是根据思睿教育多年专业课考研成功辅导经验,由思睿教育和福大考研研究中心组织相关管院老师在严格按照最新福州大学官方考...
江都市19310801785: 怎么考福大研究生 - ?
雀闸那格: 大四学生不应该在大四上学期的12月底或1月初参加全国统一研究生入学考试吗? 如果大四那年没考,可以毕业后的那一年报考. 研究生考试报名时间一般在10月份左右,可以关注中国研究生招生信息网. 福大会计的研究生考试,初试只考管理学,复试时要考会计专业课. 你现在可以先看看会计专业书,努力复习.
江都市19310801785: 福州大学硕士学位论文参考文献和哪个学校的一样?福州大学硕士学位论 ?
雀闸那格: 集美,福师大,希望对你有用,麻烦给与好评,谢谢
江都市19310801785: 请问,北京师范大学社会学考研的参考书目有哪些? 拜托各位高手,各位童鞋....... - ?
雀闸那格: 北京师范大学哲学与社会学学院 030301社会学 01社会学理论 ①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③791社...