研究方向

研究方向简介

 

    科研背景与国家重要工程结构材料发展需求 

 
金属材料的组织结构设计及力学性能是孙巧艳教授科研工作的核心。主要研究钛合金、锆合金等我国关键工程领域结构材料的组织和性能。钛合金具有比强度高、耐腐蚀性能好、可加工性能优良以及焊接性能好等优点，不仅是我国航空工业的关键结构材料，也广泛应用于能源、化工、生物医用等领域；随着海洋工程的发展，钛合金优异的耐海水腐蚀性能使其成为海洋工程的关键工程材料。
锆合金具有优异的耐腐蚀性能、力学性能和可加工性能以及优良的耐辐射性能，是化工领域和核电领域的关键结构材料。通过组织优化设计提高锆合金的力学性能以及在极端环境下的结构稳定性是目前锆合金研究的重点方向。
微电子机械系统(MEMs)的快速发展导致使用材料的尺度显著减小，研究发现微米纳米尺度上金属的力学行为与块体金属显著不同，不仅表现出越小越强的趋势，而且具有应变突发等不同于传统的塑性变形方式的行为特征，微纳尺度材料的变形与强化等科学问题需要更多的研究工作澄清；在工程方面，微米纳米尺度金属变形特性研究工作对微电子机械系统金属材料的可靠性提供重要的设计依据。
 

    主要研究方向   

 
（1） 钛、锆合金微观组织设计和力学性能优化：根据合金微观组织与强度、塑性与韧性的影响规律设计具有高强度、高韧性塑性和抗疲劳损伤的钛合金，满足重要工程零构件的组织性能设计需求。
（2） 钛、锆合金变形损伤及其规律：研究内容包括纯钛及钛合金不同组织状态下力学性能和变形方式，揭示晶粒尺寸、界面等微观组织对合金变形方式、损伤形成和扩展以及力学性的影响规律，为钛合金构件安全服役提供重要的实验数据和科学依据。
（3） 微尺度约束下金属晶体的力学性能和变形方式的尺寸效应。研究内容关注微米亚微米及纳米尺度金属晶体的力学行为，揭示尺寸约束下位错、相变等晶体变形方式对试样物理尺寸的依赖关系，是目前材料科学的前沿和研究热点之一，也是微米纳米尺度材料工程应用的基础。