硅酸盐学报

Journal of the Chinese Ceramic Society

力学性能高通量表征的组合方法

自20世纪中期第一个成功案例被报道以来,组合材料学在材料学界引起了越来越多的关注。在过去二十年中,研究者为开发组合高通量材料研究方法作出了大量努力。然而,关于高通量力学表征方法的报道却很少。迄今为止,科学界已经开发了许多微尺度力学表征方法,为组合高通量力学表征打下了基础。通过适当的修改,很多微力学测试装置就可以用于高通量表征。例如,用自动扫描纳米压痕测量扩散多元合金样品的硬度和弹性模量,用悬臂梁阵列并行地表征宽成分梯度的薄膜的热学力学行为。对薄膜和微尺度样品的微力学测试数据的解释非常关键,也具有很大的挑战性。众所周知,与薄膜相对应的块体材料的力学性能具有尺寸和微结构依赖性,因此不能直观地通过外推获得其力学性能。尽管如此,组合微尺度样品的高通量力学表征数据仍然反映了力学性能对成分和微结构的依赖趋势,这有助于理解材料的本征行为,并快速筛选块体力学性能。在有希望的组分和微结构被确定之后,可以制备出块体样品用以测量准确的性能并验证组合高通量表征结果。通过开发组合高通量力学表征方法和工具,结合高通量合成,可以加快高性能结构材料的发现,开发和应用,提供全面的材料数据用于绘制成分-微观结构-力学性能的关系,促进结构材料的研究,而全面的材料数据将在未来大大改善基于材料基因组工程方法的先进结构材料设计。

阅读全文:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352847817300564