1000℃的高温和原子分辨率下镍基高温合金的蒸发和重构

这项研究联合了中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室和北京航空材料研究院／先进高温结构材料国家重点实验室共同进行，参与的学者包括葛炳辉研究员、谷林研究员、张庆华博士、常云杰、骆宇时高级工程师。

如下为1000℃的高温和原子分辨率下该研究所观察到的镍基高温合金的蒸发和重构。高温高真空下原子的蒸发机制就像滤波器将与镍成键较弱的轻原子蒸发掉，而保留强成键的重原子，使得{001}、{110}等面暴露出来，从而在此国产单晶高温合金中清晰的观察到常温下不明显的某些方向上的重原子短程有序。此项研究成果于2017年1月发表于Scripta Materialia杂志的Volume 126。以下为研究中观察到的重要图像。点击文末的阅读原文可浏览原文。

Fig. 2. HAADF images of superalloys at 1000 °C. In (a) and (b) the disordered phases are indicated by white arrows, and the enlarged area denoted by a rectangle in (a) is inset top right.

(a) and (b) HAADF images of the γʹ phase at the room temperature and 1000 °C, respectively. (c) Enlarged image with the projected model of Ni₃Al inset on the right, and red disks denote Al sites and white disks Ni sites. (d) HAADF image of the γ/γʹ interface indicated by a white dashed line. Vacancies are denoted by white arrows.

(a) HAADF image of clusters at the temperature of 1000 °C and the area indicated by an ellipse are shown in (b). (c) EDS mapping of clusters.

镍基高温合金不为公众所熟知，其实这种物质对我国的国防和科技发展有着重要作用，被广泛的应用在航空发动机、航天器及火箭发动机、舰艇及工业燃气机轮、核反应堆、超高速交通运输工具、石油化工上。

学者们对合金高温态的观察，为如何提高镍基合金高温工作时的载荷能力和延长寿命提供了新的思路和方向。

该研究主要负责人&发文主要作者：

葛炳辉研究员
中国科学院物理研究所

教育经历

     1997-2004 山东大学，硕士

     2004-2008 中国科学院物理研究所，博士

     2008-2010 清华大学北京电镜中心，博士后

     2010.7至今 中科院物理所

     2013.9-2014.9 美国Brookhaven国家实验室，访问学者

主要研究方向

1）      像差矫正电子显微学方法、像衬理论及电子晶体学和图像处理；

2）      像差矫正电子显微学在高温合金、热电及半导体等材料中的应用

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