冶金学重大突破:用冷加工降能耗

来源:热处理实用数据速查手册作者:郭海祥

近期,美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在冶金学前沿研究取得重大突破。此项研究的主要负责人、工程学院博士生王哲采用冷轧的方法,发现冷加工与热处理同样也可使金属发生相变。其原创性研究论文于今年分别被应用物理领域和冶金研究的最权威期刊《Journal of Applied Physics》和《Acta Materialia》刊登。目前,这一重要研究成果已为学术界所瞩目。

原标题:冶金学重大突破:用冷加工降能耗

近期,美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在冶金学前沿研究取得重大突破。此项研究的主要负责人、工程学院博士生王哲采用冷轧的方法,发现冷加工与热处理同样也可使金属发生相变。其原创性研究论文于今年分别被应用物理领域和冶金研究的最权威期刊《Journal of Applied Physics》和《Acta Materialia》刊登。目前,这一重要研究成果已为学术界所瞩目。

突破:冷加工替代热处理

在金属制造业领域,传统的冶金学方法是对金属进行热处理以使其获得理想的机械性能。然而,热处理会导致能耗高、生产成本高、排放量大以及环境污染等诸多问题。因此,可否采用冷加工的方法来代替热处理制造合金的课题一直令科学家颇感兴趣,但在理论研究上却鲜有进展。王哲的研究表明,对铜镍和镍钒多层结构进行形变,两种不同金属可以相互混合进而转变为固溶体相。他利用最前沿的材料表征技术,观测到了两种金属原子在冷加工的作用下在纳米甚至是原子尺度上相互混合。该结果给冷加工诱导金属合金化行为提供了一个非常有力的实验证据,充分表明了未来可以使用冷加工来代替热处理进行工业化生产。

冶金工业的热处理占用了企业耗能的大部分。以美国铝业(Alcoa)为例,在2014年的总能耗高达4.9亿千兆焦耳,如果采用冷加工替代热处理,仅此一项,每年就可节能降耗51 %,可节省资金约83亿美元。

留美博士原为清华学子

王哲于2011年清华大学材料系本科毕业后赴美留学,在威斯康星大学麦迪逊分校师从美国工程院院士John Perepezko教授,攻读博士学位,主要研究方向是应力诱导相变与扩散。其间,他先后在该研究领域最权威期刊发表论文5篇,还担任国际材料科学界两大重量级期刊《Materials Science and Engineering A》和《Oxidation of Metals》的审稿人。

9月16日,王哲曾应邀到惠州学院讲学,和该校化工系的老师一起交流材料领域一些新的发现。

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