2020年11月12日下午2:30，凝固技术国家重点实验室第七期研究生学术沙龙在友谊校区公字楼339报告厅举办。研究生学术沙龙活动以学生为主导，旨在为研究生们提供一个学术交流和探讨的平台。大家针对报告中用到的样品合成方法和理论计算模型，数据处理技巧，以及文章写作思路等问题展开了热烈讨论，此次学术沙龙的成功举办取得了良好的学术交流效果，赢得了广泛好评。
本次沙龙邀请了博士生晏琪、韩剑、魏晨、苗楠茜四位同学分别对其研究内容进行了汇报分享，分享过程由博士生魏晨和晏琪分别主持上下半场。
晏琪同学主要分析了Ti-6Al-4V合金粉末经选区激光熔化与传统粉末热压烧结成型的组织与性能的差异。由于选区激光融化热源具有瞬时高温融化和凝固的特性，成型后的组织中含有大量的针状马氏体；受扫描路径和沉积方式的影响，熔覆层之间和初生β相之间的α板条和针状马氏体存在相似的微观取向关系，但宏观条件下没有特定的取向。热压烧结时，当烧结温度(1273 K)高于β转变温度 (1250~1260 K)，Ti64合金中易生成粗大的魏氏体组织，而魏氏体的存在会导致塑性严重下降；当烧结温度 (1195 K)低于β转变温度时，Ti64合金为典型的α+β双相组织。由于马氏组织的存在，选区激光成型的Ti64的力学强度显著提高，但由于气孔和未熔合等本征缺陷会导致塑性严重下降。通过同一批粉末成型对比试验，联系原材料、成型工艺、组织与性能之间的关系，能够更加深入了解不同粉末冶金工艺的组织和力学特性。
参考文献: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110358
韩剑同学主要分享了无机盐SbCl3钝化处理实现高效Sb2S3薄膜太阳能电池的研究。Sb2S3薄膜太阳能电池中的界面对其开路电压（VOC）和光电转化效率（PCE）有着巨大的影响，减少缺陷是增加VOC和PCE的有效方法。报告中，无机盐SbCl3被用于Sb2S3薄膜的后表面钝化处理。研究发现，在Sb2S3表面上形成的一层SbCl3可以有效减少缺陷和抑制非辐射性复合，并实现更高效率的输出。通过密度泛函理论计算，发现SbCl3对Sb2S3表面的钝化作用是通过SbCl3分子中的Sb和Cl与Sb2S3中的S和Sb相互作用而产生。SbCl3的引入可以使有效面积为0.1 cm2器件的VOC从0.58 V提高到0.72 V；器件的平均PCE为6.9±0.1％，最高PCE为7.1％。此外，SbCl3层还有助于Sb2S3器件保持良好的稳定性，在室温，环境湿度（85±5％相对湿度）下保存1080 h仍然可以维持90％的初始性能。
参考文献：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b15148
魏晨同学系统地研究了10 T强磁场对Cu-33.33at.%Co难混溶合金液-液相分离行为的影响。结果表明，在强磁场作用下，分离行为发生了显著变化。由于静磁场能量以及变形的协调作用，富钴相和非铁磁性的富铜相均沿磁场方向被拉长。在垂直于磁场方向上，获得了基体上均匀弥散分布的富钴相组织。强磁场下热电磁对流所产生的阻力阻碍了富Co相的溶质运输，导致二次分解产生的富Cu相数量减少。此外，外加强磁场会导致快速凝固过程中过冷度的变化。在10 T磁场和较高过冷度下，最终凝固的Cu-Co合金具有略低的饱和磁化强度、较高的矫顽力和剩磁能。本研究为强磁场下难混溶合金液-液相分离行为的影响提供了新的思路。
参考文献：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155502
苗楠茜同学分享了设计发现新型硼基MAX相及二维衍生物MXenes材料的研究工作。MXenes材料自2011年问世以来，因其在储能、催化及电磁波屏蔽等方面极大的应用潜力，促使研究者开始寻找新的层状材料。基于传统的MAX相主体元素都局限于C或N，研究人员尝试将传统MAX相扩展到硼基。研究发现了一系列稳定的新型硼基MAX相以及二维衍生物材料，为传统MAX相向硼化物扩展提供了可能。由于在MAX相中，金属键，共价键，离子键的共同作用，使这些新型含硼MAX相具有比较高的结合能，使得它们在一定实验条件下有望被合成。基于M-A金属键与M-X共价键之间的强度差异，硼基MAX相的A层元素可以被选择性的去除，从而得到MXene新型二维材料。研究发现官能化的二维材料有更好的机械性能。此外，研究发现预测的2-D Zr2B2对锂离子表现出良好的理论储量和较低的离子迁移率，有望成为优异的锂离子电极材料。
参考文献：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.0c02139
本次学术沙龙活动同学们积极参与，现场学术讨论氛围浓厚，吸引了材料学院众多学生前来交流学习。学生之间也就科研过程中遇到的问题和经验进行了讨论和分享。大家充分表达自己的意见，将自己和他人所研究的工作进行成果分享和交流，为日后的科研工作提供了借鉴和创意。
本次学术沙龙活动的成功举办进一步促进了各个研究领域研究生之间的学术交流，加强了不同学科之间交叉与融合。凝固技术国家重点实验室将继续通过系列学术沙龙活动为广大师生提供交流、学习、分享和探讨科学问题的良好平台。
