西安交通大学（Email：chang.liu@xjtu.edu.cn）

报告摘要：
在合金中引入间隙元素（例如氧、碳、氮）可大幅提升其强度。然而，传统合金内间隙元素含量通常较低（< 3 at.%），难以将强度提升至近理论极限（理论强度=剪切模量/10）。针对这一难题，我们提出了一种新的超强高塑性合金设计策略：通过将TiZrNb多主元合金作为基体，在该合金中引入大量间隙氧原子（12 at.%），实现了4.2GPa的超高屈服强度（换算为剪切强度=剪切模量/18）和优异的均匀塑性变形能力【1】。并且，通过基于4D-STEM的自适应传播因子叠层成像技术，我们直接观察了此固溶合金中的氧原子及其选择性间隙占位。研究发现，氧原子在晶格中的占位与其含量直接相关，高浓度时，氧原子主要位于BCC晶格的四面体间隙位置，而非传统认为的八面体位置【2】。原因在于，当大量间隙原子溶入后，多数金属（溶剂）原子都会受到溶质原子影响而产生位移，偏离点阵位置，因此，容纳间隙原子时导致的晶格畸变与所需的应变能，四面体间隙已不再明显高于八面体位置。在此情况下，间隙原子转而倾向于选择空间更大的四面体间隙位置。我们进一步探索了纳米结构多主元合金服役于摩擦环境时的结构演化机制，研发出了具备超高耐磨性能的合金【3】。

参考文献：

1. Liu, C. et al. Nat. Commun. 13, 1102 (2022).

2. Liu, C. et al. Adv. Mater. 2209941 (2023).

3. Liu, C. et al. Nat. Commun. 12, 5518 (2021).

报告人简介：
刘畅，西安交通大学教授、博士生导师。于2017年在香港城市大学获博士学位，先后在香港城市大学吕坚院士课题组、马克斯普朗克学会钢铁研究所DierkRaabe院士课题组从事博士后研究，现就职于西安交通大学材料学院金属材料强度国家重点实验室。刘畅教授长期致力于开发超强高塑性合金，并研究其力学行为、强塑化机制及使役性能，以第一作者/通讯作者在国际顶级期刊发表多篇论文，包括Nature Communications（2篇），Advanced Materials, Materials Today，Advanced Science，ElectrochimicaActa，Journal of Magnesium Alloys，Scripta Materialia等。

联系人：王超（82649844，wangc@iphy.ac.cn）

本次活动由中科院物理所青促会小组主办