科研动态--中国科学院金属研究所

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五重孪晶形成机理研究取得重要进展

近日，中国科学院金属研究所钛合金研究部的周刚助理研究员（共同一作）、王皞副研究员与美国太平洋西北国家实验室的Li Dongsheng教授（通讯作者）、宋淼博士（共同一作）以及密歇根大学的鲁宁博士（共同一作）等人合作，采用高分辨原位透射电镜和分子动力学模拟方法，在原子尺度揭示了两种五重孪晶的形成机理。相关研究成果于2020年1月3日在《科学》（Science）在线发表。　　作为一种重要的孪晶结构，五重孪晶在晶体生长、生物医学、光学和催化等领域均有着广泛的应用。比如，五重孪晶结构所引入的晶格畸变可以增加纳米线的杨氏模量；五...

2020-01-06
天然生物材料力学理论研究取得新进展

生物体是由材料组成的，力学性能是材料的基本性能指标。不断提高力学性能使其更好地满足实际应用需求是天然与人造材料发展的共同目标，同时也是它们面临的共性难题。在长期的自然选择与进化过程中，天然生物材料的组织结构与力学性能均得到了持续优化，使得生物体实现了对其生存环境的最佳适应，甚至达到巧夺天工的效果。大自然不仅是天才的材料设计师，而且是人类的良师。从材料学与力学的角度揭示自然界中典型生物材料的组织结构以及赋予其优异性能的关键机理，提炼天然与人造材料共性的优化设计原则，能够为高性能人造材料的开发提...

2019-12-20
梯度材料的损伤容限研究取得进展

寻求同时提高工程结构材料多种机械性能的方法是材料科学家长期努力的方向。材料科学家通过从自然材料中获取灵感，制造出与之相似的材料，这就形成了“向自然学习”的概念。自然界中某些生物的独特结构使其具有良好的机械性能，使得它们能够对抗自然界的各种恶劣环境。其中一种结构为梯度结构，自然界中竹子结构便是典型的梯度结构。竹子的维管束结构其密度是从外部向心部逐渐递减，在维持整体强度和刚度的情况下，其心部具有较好的柔韧性。材料科学家已经成功将梯度结构在多种金属材料中进行复制并对其机械性能进行系统研究。相关研究...

2019-11-21
三维伊辛模型精确解研究取得新进展

2007年中国科学院金属研究所张志东研究员在英国《哲学杂志》(Philosophical Magazine)上发表论文，提出两个猜想，并在猜想基础上推定出三维伊辛模型的精确解。被《哲学杂志》审稿人评价为“过去几十年间，三维伊辛模型领域的最重要进展……可作为三维伊辛情况精确描述的一个基准”。论文发表后在国际学术界引起了强烈反响和学术争鸣。最近，张志东研究员在三维伊辛模型精确解研究方面又取得新的进展。他与日本数学家日本大学的铃木理(Osamu Suzuki)教授、英国物理学家牛津大学的诺曼·马赫(Norman H. March)教授合作，发展了一个三维...

2019-11-14
金属所研发出全新人牙匹配型仿生义齿材料

义齿，也就是“假牙”，能够代替缺损或缺失的牙齿实现其正常的咀嚼、发声等功能，具有非常重要的实际意义和巨大的市场需求。氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性和耐腐蚀性，同时不会对影像学检查造成干扰，是目前应用最广泛、效果最好的义齿材料。然而，氧化锆全瓷义齿在制备加工以及实际应用中存在诸多问题。首先，氧化锆陶瓷的硬度是人牙釉质的4倍多，人牙本质的20倍左右，其模量也远高于人体正常牙齿，从而明显加速对颌以及两侧接触正常牙齿的磨损；其次，氧化锆全瓷义齿具有陶瓷材料固有的脆性，对于缺陷以及微观损伤非常...

2019-11-13
金属所首次制备出硅-石墨烯-锗高速晶体管

10月25日，金属所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部科研人员在《自然·通讯》（Nature Communications）上在线发表了题为“垂直结构的硅-石墨烯-锗晶体管”（A vertical silicon-graphene-germanium transistor）的研究论文。科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构的硅-石墨烯-锗晶体管，成功将石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短了1000倍以上，可将其截止频率由兆赫兹（MHz）提升至吉赫兹（GHz）领域，并在未来有望实现工作于太赫兹（THz）领域的高速器件。　　1947年，第一个双极结型晶体管（BJT）诞生于贝尔实验室，...

2019-10-28

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