当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › Nano Res.│燕山大学田永君教授团队和香港城市大学张华教授团队:高压诱导4H金相变制备纳米晶的硬金

Nano Res.│燕山大学田永君教授团队和香港城市大学张华教授团队:高压诱导4H金相变制备纳米晶的硬金

本篇文章版权为谢晨龙,未经授权禁止转载。

背景介绍


相比于普通微晶金属,纳米晶金属具有更优异的机械性能,例如高的强度和硬度,受到广泛关注。然而,制备纳米晶金属并非易事。研究人员已经研发出粉末冶金、高压扭转、气相沉积、电沉积等制备纳米晶金属的方法,但仍面临一些挑战,例如利用粉末冶金法合成纳米晶金属会发生晶粒的异常长大、高压扭转制备样品的晶粒尺寸被局限在几百纳米、气相沉积法合成的纳米晶金属厚度尺寸受限等。以金为例,目前可以通过气相沉积和电镀法制备纳米晶金薄膜,但是合成样品的厚度在纳米或微米级尺寸,并且金膜难从基体上剥离或转移以便进一步应用。一直以来,研究人员都在致力于开发高强纳米晶金属的有效制备途径。


研究方法


纳米材料相工程,高压,同步辐射。


成果简介


燕山大学田永君教授团队与香港城市大学张华教授团队提出了纳米材料相工程与高压结合制备高硬、高强纳米晶金属的新途径。他们利用4H亚稳相的金纳米带作为前驱体,然后将其进行高压冷锻从而制得纳米晶的金锭。研究表明,高压下4H相会向fcc相发生转变,可以有效抑制纳米晶金中的晶粒长大,从而制备出平均晶粒约40 nm的纳米晶金锭。这种纳米晶的金具有超高的压缩屈服强度(140.2 MPa)和维氏硬度(1.0 GPa),分别是普通微晶金的4.2倍和2.2倍,从而实现了 “软金”变“硬金”。此研究为制备高硬、高强纳米晶金属提供了一个新思路。。


图文导读


(1)高压冷锻4H金纳米带制备纳米晶金示意图

image.png

(2)不同压力下获得的金锭硬度以及压缩强度

image.png


作者简介


田永君,1963年3月生。现任燕山大学材料科学与工程学院和亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室教授。1984年于哈尔滨科技大学获学士学位,1987年于东北重型机械学院获硕士学位,1994年于中科院物理所获博士学位。1996年起作为洪堡学者在德国Jena大学从事两年合作研究。2002年获国家杰出青年基金,2008年获国家基金委创新研究群体基金,2019年当选发展中国家科学院院士。现主要从事超硬材料研究。在包括Nature、PNAS、Sci Adv、Nat Commun、Matter、PRL、JACS、Adv Mater等刊物发表论文300余篇,他引1万余次。获2011年度国家自然科学二等奖、2018年度陈嘉庚技术科学奖。纳米孪晶立方氮化硼和金刚石成果分别入选2013年度和2014年度中国科学十大进展和中国高等学校十大科技进展。兼任教育部科技委委员,SCIENCE CHINA Materials副主编,Journal of Materiomics、Journal of Materials Science & Technology、高压物理学报等杂志编委。


张华,1992和1995年分别获南京大学学士和硕士学位,1998年获北京大学博士学位(导师:刘忠范院士)。1999和2001年分别赴比利时鲁汶大学Prof. Frans C. De Schryver课题组和美国西北大学Prof. Chad A. Mirkin课题组从事博士后研究。2003和2015年分别在美国NanoInk 公司和新加坡生物工程与纳米技术研究院工作。2006年加入新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院任助理教授,分别于2011、2013年晋升为副教授、教授。2019年,全职加盟香港城市大学化学系,现任胡晓明讲座教授(纳米材料)。  

张华教授的研究领域涵盖多个前沿交叉学科。目前的研究聚焦于纳米材料相工程(PEN)、精细多级结构的可控外延生长等;具体工作主要包括以下几个方面:超薄二维纳米材料(如金属纳米片、金属硫化物、石墨烯、金属有机骨架、共价有机框架等)、新型金属相和半导体纳米材料、新型无定形纳米材料,及其多功能纳米复合材料的制备,以及在催化、清洁能源、光电器件、纳米与生物传感、环境水污染处理等方面的应用研究。

迄今为止,张华教授已在中国、美国、欧洲、新加坡等地申请专利70余项(包括授权1项中国专利,10项美国专利,1项欧洲专利和3项新加坡专利),发表了530余篇学术论文。截止于2022年2月26日,基于谷歌学术和科睿唯安的统计数据,张华教授的文章分别被引114,000余次 (H因子为165)和97,500 余次 (H因子为156)。张华教授于2020年当选欧洲科学院外籍院士 (Foreign Fellow of European Academy of Sciences),2015年当选亚太材料学院院士 (Academician of the Asia Pacific Academy of Materials),2014年当选英国皇家化学会会士 (Fellow of the Royal Society of Chemistry)。张华教授所获得学术荣誉和奖项包括:入选“全球最有影响力科学思想名录(the World's Most Influential Scientific Minds)”和“高被引科学家名单”(2014年“材料科学”,2015-2021“化学”和“材料科学”;汤森路透/科睿唯安), 2014和2015年分别入选全球17和19位热门科学家榜单 (Hottest Researchers of Today),并于2014年在“Materials and More”领域排名第一(汤森路透),荣获香港城市大学校长奖(2021), 澳大利亚伍龙贡大学校长国际学者奖 (Vice-Chancellor's International Scholar Award,2016),美国化学学会ACS Nano Lectureship奖 (2015), 世界文化理事会(WCC)特别表彰奖 (Special Recognition Award,2013), 希腊ONASSIA Foundation Lectureship (2013), SMALL青年创新奖 (Wiley-VCH, 2012) ,南洋杰出研究奖 (2011)等。现任《SmartMat》共同主编,《ChemNanoMat》共同编辑委员会主席,《Advanced Materials》、《Advanced Functional Materials》、《ACS Nano》、《Small》、《Chem》、《Matter》、《Research》、《eScience》、《Aggregate》、《高等学校化学学报》、《物理化学学报》等30余种杂志的编委会或顾问委员会成员。


文章信息


C. Xie, W. Niu, P. Li, et al. Hard nanocrystalline gold materials prepared via high-pressure phase transformation. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4226-5..

image.png

识别二维码或点击左下角“阅读原文”可访问全文


QQ截图20220430103511.png


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

ELSEVIER理工paper精准润色
Medical Education Online
Nature论文写作课程
Frontiers 期刊最新因子现已公布
Health Systems and Reform
ELSEVIER第一届国际分离钝化技术大会
默克礼享季
最新CiteScore引用分出炉
屿渡论文,编辑服务
浙大
南开大学
清华大学
新加坡
纽约大学
东北大学
北京理工
南科大
上海中医药-连续6个月
南开
隐藏1h前已浏览文章
课题组网站
新版X-MOL期刊搜索和高级搜索功能介绍
ACS材料视界
天合科研
x-mol收录
试剂库存
down
wechat
bug