小烯导读
3月24日,《Scicence》在线发表了卢柯院士作为通讯作者的一篇论文。研究发现通过适当合金元素的晶界偏聚可以提高晶界稳定性,从而可以大幅度调控纳米金属的强度。这一发现揭示了纳米材料中软化和硬化行为本质,澄清了过去三十多年来关于这一问题的争论。
3月24日,《Scicence》在线发表了卢柯院士作为通讯作者的一篇论文。研究发现通过适当合金元素的晶界偏聚可以提高晶界稳定性,从而可以大幅度调控纳米金属的强度。这一发现揭示了纳米材料中软化和硬化行为本质,澄清了过去三十多年来关于这一问题的争论。
论文链接:http://science.sciencemag.org/content/355/6331/1292
金属材料的强度或硬度往往随晶粒尺寸减小而增加,遵循基于位错塞积变形机制的Hall-Petch关系,即强度的增加与晶粒尺寸的平方根成反比。而当晶粒尺寸低于某临界晶粒尺寸(通常为10-30纳米)时,金属的强度会偏离Hall-Petch关系,有些金属的强度不再升高甚至下降,这种纳米尺度下的软化现象通常归因于纳米金属中大量晶界的迁移。
最近,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室卢柯研究组发现通过适当合金元素的晶界偏聚可以提高晶界稳定性,从而可以大幅度调控纳米金属的强度。他们利用电解沉积方法制备出晶粒尺寸从30纳米到3.4纳米变化的一系列Ni-Mo合金样品,发现当晶粒尺寸小于10纳米时合金出现软化行为。通过适当温度的退火处理,利用晶界弛豫以及Mo原子在晶界上的偏聚,使材料硬度明显提高,最高可达11.35GPa。