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极端环境材料

用于极端环境的材料有助于保护人类、建筑物和地球。飞机发动机中的极端温度、卫星上的超高速微流星体撞击、陶瓷的高速加工以及核反应堆中的强辐射剂量只是材料需要承受的极端条件的一些例子。从这个角度来看,研究不同类型极端环境材料的专家们讨论了各自领域中最令人兴奋的进展、机会和瓶颈。

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图1:极端环境的例子。

参考文献

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下载参考

确认

S.E.P.承认来自约翰霍普金斯大学(JHU)的K. T. Ramesh、T. Weihs (JHU)、陆军研究实验室(ARL)的D. Mallick、A. Peters (JHU)、C. Williams (ARL)、J. T. Lloyd (ARL)和S. Ravindran(加州理工学院)的关于完整观点的讨论和建议。S.E.P.还感谢麻省理工学院工程学院工程卓越奖学金的支持,以及与ARL合作协议编号W911NF-12-2-0022支持的极端动态环境材料联盟成员的互动,以及由ARL合作协议编号W911NF-22-2-0014赞助的材料设计人工智能项目。T.M.P.感谢国防部Vannevar Bush奖学金的支持,编号N00014-18-1-3031。M.A.M.感谢劳伦斯利弗莫尔国家实验室的同事(B. A. Remington, H. S. Park, C. Wehrenberg和R. Rudd)和加州大学圣地亚哥分校的学生(S. Zhao, Z. Li, G. Righi, A. Li和B. Li)的工作。加州大学圣地亚哥分校的工作由极端条件下物质中心通过美国能源部(国家核安全管理局)提供支持。A.A.感谢与美国能源部下属的爱达荷国家实验室在能源部爱达荷运营办公室合同DE-AC07-051D14517下联合任命核能办公室所提供的支持。Z.C.C.感谢国家科学基金会通过项目号NSF-DMR-2004913提供的支持,以及与来自发射行业的同事和合作者的讨论。k - l.c.承认国防部,国防威胁减少局根据HDTRA1-20-2-0001授予的资金。信息的内容不一定反映联邦政府的立场或政策,不应推断任何官方认可。L.G.-B。 acknowledges funding from ARL under Cooperative Agreement Number W911NF-22-2-0014.

作者信息

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对应到Suhas Eswarappa Prameela特蕾莎·m·波洛克Dierk·拉伯Marc André MeyersAssel AitkaliyevaKerri-Lee ChintersinghZachary C. Cordero洛丽·格雷厄姆·布雷迪

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有利益竞争。

额外的信息

出版商的注意

施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

贡献者

Suhas Eswarappa Prameela目前是麻省理工学院工程卓越博士后,联合隶属于麻省理工学院材料科学与工程系和航空航天系。他也是约翰霍普金斯大学霍普金斯极限材料研究所的访问学者。他的研究兴趣包括极端环境下的高通量材料发现、长度尺度和时间尺度上的力学行为、冶金、推进材料、金属增材制造和材料信息学。

Tresa M. Pollock是加州大学圣巴巴拉分校的美国铝业材料杰出主席。她的研究主要集中在极端环境下材料的机械和环境性能,独特的高温材料加工路径,超快激光-材料相互作用,合金设计和3D材料表征。她是美国国家工程院院士、德国利奥波迪纳科学院院士和《科学》杂志主编冶金与材料学报

Dierk Raabe学习音乐、冶金学和金属物理学。自1999年以来,他一直担任马克斯-普朗克研究所für Eisenforschung的主任,他是亚琛工业大学和鲁汶大学的教授。他的兴趣是计算材料科学,可持续冶金,合金设计,氢原子和原子探针断层扫描。他是德国利奥波地那科学院的成员。

Marc André Meyers是加州大学圣地亚哥分校的杰出教授。他的研究方向是材料的动态行为,包括动态合成和加工,纳米晶体材料的变形和生物材料的力学行为。他著有四本书和数百篇论文,还写小说,是探险家俱乐部的成员。

阿塞尔·艾特卡利耶娃(Assel Aitkaliyeva)是佛罗里达大学材料科学与工程系核工程与材料科学与工程副教授。她的研究方向为材料辐射效应、核燃料以及极端辐射环境下低维材料的稳定性。

Kerri-Lee Chintersingh是新泽西理工学院的助理教授,也是来自牙买加的前过程控制工程师。她目前的研究重点是开发、表征和测试用于燃烧、环境和催化应用的材料,以及调整用于反应的粉末,改进混合和固化。她还对使用机器学习进行异常检测和数据挖掘感兴趣,以加速材料设计,并提高对极端环境中复杂机制的理解。

Zachary C. Cordero是麻省理工学院波音航空航天学助理教授,在那里他领导着航空航天材料和结构实验室。他目前的研究重点是可重复使用液体推进剂火箭发动机中适应极端工作条件的新材料的设计、加工和性能。

Lori Graham-Brady是约翰霍普金斯大学土木与系统工程教授,霍普金斯极端材料研究所副主任。她的研究兴趣是概率力学,不确定性传播和固体力学应用的机器学习/代理建模。她还负责材料设计人工智能综合实验室的开发,重点关注高通量技术、自动化和高速率/高温/高压条件下的测试。

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引用本文

埃斯瓦拉帕·普拉梅拉,S,波洛克,t.m.,拉贝,D。et al。极端环境的材料。Nat Rev Mater脱线8, 81-88(2023)。https://doi.org/10.1038/s41578-022-00496-z

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