苛刻环境服役涂层相图、相变与材料研发实践

作     者：常可可 娄明 徐凯 陈雷雷 袁媛 CHANG Keke;LOU Ming;XU Kai;CHEN Leilei;YUAN Yuan

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201 

出 版 物：《中国材料进展》 (Materials China)

年 卷 期：2021年第40卷第6期

页      面：401-416页

核心收录：

学科分类：08[工学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0837[工学-安全科学与工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0823[工学-交通运输工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51971235) 浙江省自然科学基金项目(LQ20E010004)。 

主　　题：相图 涂层 非平衡 相变 材料设计 

摘      要：面向海洋、航空、核能等重大工程中涂层的表面损伤与防护研究,精确的相图与相变信息是高效研发高性能可靠涂层材料的关键。但是,涂层制备一般是非平衡的成相过程,涂层在苛刻环境中服役处于动态相变过程,因此,基于热力学平衡的传统相图计算CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法不再适用于涂层材料设计。概述了涂层相图、相变研究及其应用于涂层材料设计的研究进展,重点评述了耦合CALPHAD、第一性原理计算和高通量实验方法的关键作用;从材料制备、动态服役和数据库指导材料开发3个方面出发,以典型的纯元素、二元、三元和多元材料体系为实例,介绍了亚稳相图模型、相变模拟与相图数据库在涂层材料研发中的应用;最后,提出了苛刻环境服役涂层相图、相变与材料设计目前面临的问题和挑战。