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晶界稳定调控—强化极微纳米晶强度新机制!
作者:卢柯 2017-03-24

  晶界稳定调控—强化极微纳米晶强度新机制!

  【前言】

  对大部分传统金属而言,缩小晶粒尺寸时,会实现一定的强化,即为细晶强化机制,这满足经典的Hall-Petch方程。然而,这样的规律对一些合金而言,在达到某些纳米级晶粒尺寸后却会出现失效,晶粒发生软化。

  【成果简介】

  中科院金属所的卢柯院士(通讯作者)等最新研究中揭开了这种反常现象,并发现纳米晶金属中的塑性变形机制及其硬度可通过调节晶界(GB)的稳定性实现。利用电沉积获得的纳米晶Ni-Mo合金样品,当晶粒尺寸在10 nm以下时,由于晶界调控过程而出现软化。但通过弛豫和Mo偏析使晶界稳定后,纳米晶样品则实现超高硬度,塑性变形机制则由新出现的外延局部位错进行调控。由此可见,除了晶粒尺寸,晶界稳定性提供了另一晶粒强化机制,为产生具特殊性能的新型纳米晶金属提供理论基础。相关研究成果于今日(北京时间2017年3月24日)发表于Science期刊。

  【图文导读】

  图一、纳米晶Ni-Mo合金样品微观结构

  

  图二、纳米晶Ni-Mo合金的软化与硬化

  

  图三、退火处理诱发的Mo偏析

  

  图四、经退火处理的纳米晶Ni-Mo合金的变形机制

  

  文献链接:Grain boundary stability governs hardening and softening in extremely fine nanograined metals(Science,2017,DOI:10.1126/science.aal5166)

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