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圖1 石墨烯的能帶結構

在固體物理學中，固體的能帶結構（又稱電子能帶結構）描述了禁止或允許電子所帶有的能量，這是周期性晶格中的量子動力學電子波衍射引起的。材料的能帶結構決定了多種特性，特別是它的電子學和光學性質。今天，小編帶您細數能帶結構的測試方法：

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近日，上海大學省部共建高品質特殊鋼冶金與製備國家重點實驗室主任任忠鳴教授團隊與法國電磁冶金領域權威專家Yves Fautrelle教授、法國增材製造權威專家Liao Hanlin教授、香港城市大學的呂堅院士合作，在靜磁場調控激光增材製造鈦合金微觀組織及性能控制方面取得新的進展。相關成果以「Enhanced mechanical properties of Ti6Al4V alloy fabricated by laser additive manufacturing under static magnetic field」為題發表在材料領域國際著名期刊《Materials Research Letters》（IF=7.323）。論文第一作者為博士研究生趙睿鑫，通訊作者為上海大學的陳超越、王江老師，上海大學為唯一通訊單位。該項目得到了國家重點研究發計劃項目、中國國家自然科學基金、上海市科學技術委員會、上海啟明星計劃、上海曙光計劃資助。

全文鏈接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21663831.2022.2064195

激光增材製造（LAM）因其獨有的優點，近年來得到了迅速發展。然而由於高溫度梯度和高冷卻速率的特性，增材製造樣品呈現出沿增材方向（BD）柱狀晶組織，以及力學性能各向異性和塑性不足。目前普遍採用後處理、合金成分設計、實時軋制、實時超聲處理等手段，無接觸調節金屬增材製造過程方法也同樣得到了廣泛關注。上海大學任忠鳴教授團隊長期從事電磁場下材料製備的基礎與應用研究。

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導讀：引入位錯和析出物已被證明是提高金屬材料力學性能和斷裂強度-延展性權衡的有效方法。然而，很難在金屬材料中獲得這兩種策略的合適組合，即高密度位錯和高體積分數析出相的共存。本文成功地在高熵合金 (HEA)中實現了高密度位錯結構和高體積分數韌性納米析出相的組合。這種3D打印的HEA具有新穎的位錯沉澱骨架 (DPS) 結構和包裹在DPS中的高密度延展性納米析出相，具有約1.8 GPa的超高拉伸強度和約16%的最大伸長率，超高強度主要來源於位錯-析出協同強化，而大延展性主要來源於多層錯 (SFs) 結構的演化。DPS不僅可以在應變過程中減緩位錯運動而不完全阻礙其運動，更重要的是，DPS在變形過程中仍然具有良好的結構穩定性，避免了由於邊界的應力集中而導致合金的過早失效。DPS的形成促進了金屬基3D打印技術在高性能材料製備中的發展，為進一步提高合金性能提供了有效途徑。

針對目前對高熵合金的研究，可通過引入位錯或特定析出相來解決合金的強度和延展性互斥問題。對於位錯強化，只有當位錯密度達到1015~1016 m-2數量級時，材料的強化才能有較大的響應。通常，為了提高合金中的位錯密度，合金需經過劇烈的塑性變形。然而，在變形過程中，不可能在避免頸縮和位錯動態湮滅的情況下保持加工硬化的持續增加。位錯密度的不斷提高且最終必然接近飽和。因此，僅通過引入高密度位錯來提高合金的強度和延展性是存在限度的。對於析出強化，析出相的相結構、尺寸和體積分數的調控是材料高強度和延展性的保證。然而，由於成分和加工技術的限制，析出相的最大體積分數和尺寸分別接近55%以及數十至數百納米之間。因此，通過單獨引入高體積分數析出相也存在明顯的強韌化限制。

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