报告题目:金属玻璃断裂机制与强度理论探索
报告人:张哲峰,中国科学院金属研究所,材料疲劳与断裂实验室
时间:2019年5月13日(星期一)下午15:00
地点:材料馆A323
报告人简介:
张哲峰,男,1970年4月生,中国科学院金属研究所研究员、材料疲劳与断裂实验室主任、失效分析中心主任。1988-1995年在西安交通大学材料科学与工程系获学士与硕士学位,1998年在中国科学院金属研究所获工学博士学位。2000年获全国优秀博士学位论文奖,2000-2001年获日本学术振兴会(JSPS)资助,2001-2002年获德国洪堡(AvH)基金会资助,2003年获德国斯图加特马普金属所资助,2004年入选中国科学院“百人计划”,2006年获国家杰出青年科学基金资助,2008年承担国家自然科学基金重大项目,2014年入选科技部“中青年科技创新领军人才计划”,2016年入选人设部“万人计划”,2018年带领材料疲劳断裂与构件失效分析团队入选辽宁省“兴辽计划”创新团队。
主要从事金属材料力学行为与强韧化机制、疲劳损伤与寿命预测、断裂与强度理论及工程构件失效分析等方面工作,在Nature Mater.、Prog. Mater. Sci.、Phys. Rev. Lett.、Adv. Mater.、Acta Mater., Biomaterials、Acta Biomater.等SCI刊物上发表论文450余篇,被SCI刊物论文引用10000余次,2015-2018年连续入选Elsevier中国高被引学者榜单。
报告摘要:
金属玻璃由于具有不同于金属晶体材料的非晶态结构,其原子排列具有短程有序和长程无序的特点,因而表现出不同的力学性质,如高强度、高弹性极限、高硬度及耐磨性等。研究发现:金属玻璃在拉伸与压缩载荷下表现出明显的强度与剪切断裂角度的不对称性,提出了剪切断裂面上正应力对金属玻璃的断裂具有不同的效应,基于应力状态与断裂机制分析,提出了统一拉伸断裂准则—“椭圆准则”,从理论上定量地解释了各种不同金属玻璃拉伸/压缩强度与断裂角度的差异,通过提出新的参数—“断裂方式因子”: ,将材料力学教科书中的四个经典屈服/断裂准则(最大正应力准则、Tresca准则、Mohr-Coulomb准则、von Mises准则)有机地统一起来;随后通过设计金属玻璃缺口拉伸实验验证了椭圆准则的有效性。其次,通过金属玻璃弹性性能与断裂机制的关联,建立了断裂方式因子与泊松比之间的定量关系,通过统一拉伸断裂准则实现对金属玻璃材料拉伸/压缩强度与断裂方式及韧脆转变的预测,并为实现从金属合金成分预测弹性常数,到预测其玻璃形成能力及力学性能奠定理论基础。