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公开(公告)号：CN114959577A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210666084.7
申请日：2022-06-09
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种Cr基多主元氮化物涂层及其制备方法与应用。所述Cr基多主元氮化物涂层的化学表达式为CrM1M2N，M1、M2均独立地选自Nb、Mo、Ta、W、Ti、Sc、Hf等。所述制备方法包括：采用第一性原理计算方法获取不同元素组成和不同成分的涂层的体模量和剪切模量，并依据力学性能预测模型计算涂层的硬度和弹性模量，从而确定最佳的M1元素和M2元素，再依据设计出的材料体系，采用磁控溅射共沉积技术，在基材表面沉积CrM1M2N涂层，制备所述Cr基多主元氮化物涂层。本发明获得的Cr基多主元氮化物涂层具有高硬度和弹性模量，有望用于轴承、齿轮等关键零部件表面来保证机械加工稳定性、高效和高精度。
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公开(公告)号：CN119993332A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202410518861.2
申请日：2024-04-28
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种多元合金涂层的设计及筛选方法及其应用。所述设计及筛选方法包括：基于设计期望确定元素组成及含量范围；建立热力学数据库；进行相图计算，计算各种不同相生成的成分区间，筛选指导区间；基于指导区间，镀覆成分梯度变化的多元合金涂层样品；对不同位置进行测试，基于测试结果，筛选获得最终成分组合。本发明将相图计算与高通量实验技术相结合，可实现目标多元合金体系的定向精确设计，并大幅度提高实验的导向性和有效性，避免实验结果的片面性，提高实验效率；并且单次制备即可同时得到指引的多种成分组合的多元合金涂层，能够快速优选出具有最佳性能的成分组合，显著简化工艺流程，提高工作效率，易于实现工业化应用。
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公开(公告)号：CN114959577B
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202210666084.7
申请日：2022-06-09
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种Cr基多主元氮化物涂层及其制备方法与应用。所述Cr基多主元氮化物涂层的化学表达式为CrM1M2N，M1、M2均独立地选自Nb、Mo、Ta、W、Ti、Sc、Hf等。所述制备方法包括：采用第一性原理计算方法获取不同元素组成和不同成分的涂层的体模量和剪切模量，并依据力学性能预测模型计算涂层的硬度和弹性模量，从而确定最佳的M1元素和M2元素，再依据设计出的材料体系，采用磁控溅射共沉积技术，在基材表面沉积CrM1M2N涂层，制备所述Cr基多主元氮化物涂层。本发明获得的Cr基多主元氮化物涂层具有高硬度和弹性模量，有望用于轴承、齿轮等关键零部件表面来保证机械加工稳定性、高效和高精度。
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公开(公告)号：CN115938510A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211442445.6
申请日：2022-11-17
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种添加稀土元素提高合金渗铬速率的理论设计方法及应用。所述理论设计方法包括：根据特性差异，将稀土元素进行分类，并选取指定元素；基于相图计算方法构筑Cr‑C‑X‑RE体系的相图热力学数据，至少计算获得平衡态相图以及液相、面心立方相和第一碳化物相的吉布斯自由能曲线，实现初筛；通过第一性原理计算获得RE作用前后，Cr元素及C元素扩散能垒和扩散系数的变化情况；通过分子动力学模拟稀土元素对所述基材表面的氧化膜的稳定性的影响规律；根据变化情况和影响规律，确认稀土元素。通过本发明的集成计算材料工程综合设计思路来筛选合理的稀土元素，可以实现理论设计先行的目标，达到了节约时间和成本的效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114613457A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210276112.4
申请日：2022-03-18
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC: G16C60/00
Abstract: 本发明公开了一种Cr‑N防护涂层的材料设计方法及其应用。所述材料设计方法包括：使用第一性原理计算方法获得M元素添加到Cr2N相的总能和添加到CrN相的总能，再依据生成焓计算公式计算生成焓Hf；依据所述生成焓Hf带计算出两相的自由能；根据两相的自由能，使用相图计算方法计算得到相图；选出其中Cr2N相生成温度最低的体系，从而确定最佳的M元素。本发明方法使用多维度材料设计方法降低Cr2N强化相生成温度，相比较实验方法，本发明所提供的方法结合第一性原理计算和相图计算可以快速确定M元素的添加，实现时间和成本双减半的效果。
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公开(公告)号：CN109657382A
公开(公告)日：2019-04-19
申请号：CN201811598373.8
申请日：2018-12-26
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及一种预定硬度的Fe-Cu-C合金材料的制备方法，属于材料研究方法及技术领域。该方法综合利用Calphad相图计算、第一性原理计算和多元扩散偶实验，通过建立Fe-Cu-C体系的“原子排布-合金成分-合成温度-相结构-弹性模量-合金硬度”大数据库，可以快速获得目标硬度的Fe-Cu-C合金的合金成分、合成温度及相组成信息，直接用于指导高硬度的Fe-Cu-C合金的制备。与传统材料设计方法相比，该方法的针对性和目的性更强，在建立起Fe-Cu-C合金的硬度大数据库之后，可以反复利用该数据库指导不同目标硬度的Fe-Cu-C合金的制备，极大的节省了人力物力成本。
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公开(公告)号：CN109657382B
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN201811598373.8
申请日：2018-12-26
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
IPC: G16C60/00 , G16C10/00 , G06F30/20 , G06F119/08 , G06F119/18
Abstract: 本发明涉及一种预定硬度的Fe‑Cu‑C合金材料的制备方法，属于材料研究方法及技术领域。该方法综合利用Calphad相图计算、第一性原理计算和多元扩散偶实验，通过建立Fe‑Cu‑C体系的“原子排布‑合金成分‑合成温度‑相结构‑弹性模量‑合金硬度”大数据库，可以快速获得目标硬度的Fe‑Cu‑C合金的合金成分、合成温度及相组成信息，直接用于指导高硬度的Fe‑Cu‑C合金的制备。与传统材料设计方法相比，该方法的针对性和目的性更强，在建立起Fe‑Cu‑C合金的硬度大数据库之后，可以反复利用该数据库指导不同目标硬度的Fe‑Cu‑C合金的制备，极大的节省了人力物力成本。
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公开(公告)号：CN109439967B
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201811598006.8
申请日：2018-12-26
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种预定弹性Al‑Ti‑Zr合金材料的制备方法，属于材料研究方法及技术领域。该方法综合利用Calphad相图计算、第一性原理计算和真空电弧熔炼实验，通过建立Al‑Ti‑Zr体系的“原子排布‑合金成分‑合成温度‑相结构‑弹性模量”大数据库，可以快速获得目标弹性的Al‑Ti‑Zr合金的合金成分、合成温度及相组成信息，直接用于指导预定弹性的Al‑Ti‑Zr合金的制备。与传统材料设计方法相比，该方法的针对性和目的性更强，在建立起Al‑Ti‑Zr合金的大数据库之后，可以反复利用该数据库指导不同目标弹性的Al‑Ti‑Zr合金的制备，极大的节省了人力物力成本。
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公开(公告)号：CN109439967A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811598006.8
申请日：2018-12-26
Applicant: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种预定弹性Al-Ti-Zr合金材料的制备方法，属于材料研究方法及技术领域。该方法综合利用Calphad相图计算、第一性原理计算和真空电弧熔炼实验，通过建立Al-Ti-Zr体系的“原子排布-合金成分-合成温度-相结构-弹性模量”大数据库，可以快速获得目标弹性的Al-Ti-Zr合金的合金成分、合成温度及相组成信息，直接用于指导预定弹性的Al-Ti-Zr合金的制备。与传统材料设计方法相比，该方法的针对性和目的性更强，在建立起Al-Ti-Zr合金的大数据库之后，可以反复利用该数据库指导不同目标弹性的Al-Ti-Zr合金的制备，极大的节省了人力物力成本。
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