大学生创新创业项目成果-----材料学院本科生在国际权威期刊Materials Science & Engineering A发表研究论文
近日，在大学生创新创业项目的支持下，材料学院以本科生为主的团队在国际权威期刊Materials Science & Engineering A上发表了题为《Strengthening a non-equiatomic quaternary high-entropy alloy via concurrent gradient structures of nanotwin and dislocation cell》的研究论文。材料学院2021级本科生陈俊熹（一作）、胡林青、铁力克·托里肯联合完成了该项研究，通讯作者是孙擎擎副教授。研究工作得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目以及中山大学大学生创新创业项目的支持。
图1 论文首页截图
高熵合金自2004年首次被报道以来，已成为金属材料的研究前沿与热点。由于“高熵效应”的存在，高熵合金容易形成均匀的单相固溶体组织。FCC高熵合金具有优异的强韧匹配、加工硬化、低温韧性以及耐蚀性能，是一类具有巨大应用潜力的工程材料。然而，FCC高熵合金的室温屈服强度通常较低，一定程度上限制了其应用前景。如何提升室温屈服强度，并保持合金的单相固溶体组织（从而耐蚀等性能可以保持），是需要解决的研究问题之一。
图2 梯度纳米结构Fe40Co20Ni20Cr20高熵合金的组织表征与硬度-深度曲线
学院研究团队与中南大学李志明教授课题组合作，以Fe40Co20Ni20Cr20高熵合金为研究对象，通过超声喷丸技术在合金表层构筑双重的梯度纳米结构，以期回答上述问题。研究发现，通过引入缺陷密度在深度方向上梯度变化的位错胞与纳米孪晶，合金的屈服强度获得显著提高，从初始态204 MPa提升到559 MPa，并保有29％的良好延伸率。同时，合金保持原来的单相固溶体组织，其他性能如耐蚀、疲劳抗力亦有望提升。利用SEM、EBSD、TKD、TEM、STEM以及球差校正STEM等先进电镜表征手段，分析了梯度高熵合金微观组织演变规律以及强化机制。本工作为强化FCC高熵合金且保持其固溶体组织，提供了一种有效策略。
图3 球差校正STEM-HAADF表征结果，显示梯度纳米结构Fe40Co20Ni20Cr20高熵合金表层存在高密度的纳米孪晶与层错
图4 梯度纳米结构Fe40Co20Ni20Cr20高熵合金的力学行为
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.146816
材料学院坚守深化创新创业教育改革的初心，矢志不渝构建将专业教育与创新创业教育融合的创新创业实践前沿阵地。为全方位提升学生们的创新创业能力，学院以大学生创新创业项目为依托，实施分阶段科研育人、产学育人的策略，确保基础理论与工程实践的深度融合。
据统计，近年来，材料学院在创新创业教育领域取得了不错的成绩。自2021年至2024年，学院共成功申报了192项大学生创新创业训练计划项目，其中获国家级立项14项，省级立项12项。本科生作为第一作者发表高水平论文4篇，申请发明专利3项，获省部级及以上各类奖项68项。