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卢柯研究员应邀为Nature Reviews Materials撰写综述文章

  在国家自然科学基金重点项目(资助号:51231006)和国际(地区)合作与交流项目(资助号:51261130091)的资助下,沈阳材料国家(联合)实验室卢柯研究员撰写了题为“Stabilizing nanostructures in metals using grain and twin boundary architectures(通过晶界和孪晶界构筑稳定的金属纳米结构)”的综述文章,发表在Nature(《自然》)出版集团今年新创刊的期刊Nature reviews Materials(《自然综述:材料》)。文章系统总结了利用界面,尤其是低能量的孪晶界、小角晶界和相界等手段,构筑高强度、高塑性和高稳定性的新型金属结构材料的研究进展,并对今后的研究工作进行了展望。文章链接:http://www.nature.com/articles/natrevmats201619   

  减小金属材料的晶粒尺寸可以提高金属的强度,已经成为人们的共识。但是,如何防止晶粒尺寸过小带来的稳定性恶化以及塑性下降,是人们普遍关注的问题。   

  卢柯研究员在文章中指出,纳米孪晶具有很低的能量,同时可以有效阻碍位错的运动,可以作为稳定且有效的金属强化手段。这已经在纳米孪晶铜、纳米孪晶奥氏体钢、纳米孪晶超合金甚至包括超硬氮化硼和金刚石中得到证实。对于层错能较高的材料,如金属镍,孪晶不易形成,则低能量的小角晶界可以作为稳定且有效的强化手段。在特定的合金中,低能量的相界面,例如一些合金中的半共格相界面,则是稳定且有效的强化手段。文章还对梯度纳米结构的力学行为、塑变机理和其他一些功能特性如表面平整度和耐磨性等进行了评述,指出这种结构不仅有效提高材料的强度,对材料塑性、抗疲劳能力的提高也非常有效。

  文章最后指出,界面在材料科学中将受到越来越多的重视,尤其是低能量的界面,有可能在调控材料性能、提高材料稳定性方面,超越传统的合金化手段。在未来的工作中,加工技术的进步对于低能量界面材料的发展至关重要。进一步减小材料内部组织尺度也是未来的任务之一,而这不仅重要,也振奋人心,因为这会使得晶体材料最终和非晶态材料联系到一起。  


郑雁军

 

 
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