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硬质合金相图热力学和扩散动力学数据库及其应用被引量：2: 2015年; 硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料,它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算,并以C-Cr-Ta三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和fcc相不同元素的原子迁移参数。利用修正的Sutherland方程对液相的原子迁移参数进行了评估,而fcc相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库,可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法,定量描述硬质合金结构-性能的关系是今后的发展趋势。; 张聪张伟彬彭英彪陈伟民周鹏陈利张利军刘树红杜勇王社权; 关键词：硬质合金热力学动力学数据库

硬质合金及耐磨涂层：理论设计及产品开发(Ⅱ): 2019年; 本文阐述了集成计算材料工程在梯度硬质合金、超细硬质合金、金属间化合物硬质合金、Ti(C,N)基金属陶瓷四类多元硬质合金中的应用。借助热力学计算缩小硬质合金的成分范围,以实现有利相的析出或不利相的抑制。通过热力学计算和动力学模拟调整烧结温度、时间等工艺参数,以实现功能结构的定制或缺陷组织的规避。这四个研发案例的主要特点在于有效结合计算模拟及关键实验以优化硬质合金的成分-工艺设计,准确描述各合金制备过程中的烧结行为及冶金反应,从而实现其微观结构的精准调控,为相关牌号综合性能的显著提升奠定理论基础。; 周鹏周鹏彭英彪龙坚战田海霞张聪张聪张伟彬陈冲陈冲杜勇; 关键词：硬质合金热力学计算动力学模拟微观结构合金设计

研发硬质合金的集成计算材料工程被引量：11: 2016年; 用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观(10^(-10)10^(-8)m)、细观(10^(-8)10^(-4)m)、介观(10^(-4)10^(-2)m)和宏观(10^(-2)10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析,把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计,从而大大加快硬质合金材料的研发速度,降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例,展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能,为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.; 张伟彬杜勇彭英彪李娜周鹏程开明张聪张忠健王社权徐涛陈伟民陈利谢文温光华龙坚战张颢刘向忠金展鹏; 关键词：硬质合金

硬质合金及耐磨涂层的集成计算材料工程:理论及应用: 硬质合金及耐磨涂层的集成计算材料工程(Integrated Computational Materials Engineering,ICME)旨在将关键实验研究和多尺度(纳观-微观-介观)计算模拟应用于材料设计及制备的全...; 杜勇许雨翔陈利张伟彬张聪周鹏彭英彪

硬质合金及耐磨涂层：理论设计及产品开发（Ⅰ）被引量：3: 2019年; 随着计算机技术与热力学动力学数据库的发展,把材料计算模拟和关键实验结合在一起,集成、优化、应用到硬质合金产品设计开发的全过程,通过成分-工艺-结构-性能的关联分析,能够把硬质合金及耐磨涂层的研发由传统经验或者半经验方式提升到科学的顶层/底层设计,加快研发速度,降低研发成本.本文阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法(相图计算方法)、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法,论述了它们在硬质合金及耐磨涂层研发中所发挥的具体作用,从用户需要、设计制备和工业生产3个层面探讨并建立了基于集成计算材料工程进行产品开发的框架.; 彭英彪彭英彪周鹏龙坚战张聪张聪张伟彬杜勇郑峰; 关键词：硬质合金耐磨涂层合金设计

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张聪