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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【中國科學(xué)報】研究發(fā)現(xiàn)納米金屬機(jī)械穩(wěn)定性反常晶粒尺寸效應(yīng)

2019-04-11 中國科學(xué)報沈春蕾劉言

【字體：大中小】

語音播報

　　近日，中國科學(xué)院院士盧柯、中科院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心研究員李秀艷發(fā)現(xiàn)了納米金屬機(jī)械穩(wěn)定性的反常晶粒尺寸效應(yīng)，相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《物理評論快報》。

　　納米金屬的晶界在機(jī)械變形作用下容易發(fā)生晶界遷移并伴隨晶粒長大，使得納米材料發(fā)生軟化。機(jī)械驅(qū)動晶界遷移不僅破壞材料的性能，也給利用塑性變形法制備納米晶帶來困難。

　　目前機(jī)械驅(qū)動晶界遷移的根本機(jī)制仍存爭議，但相關(guān)模型和計算模擬均表明機(jī)械驅(qū)動晶界遷移伴隨著明顯的晶界區(qū)原子重組和位錯運(yùn)動，這說明該過程與晶界狀態(tài)有密切關(guān)系。一般認(rèn)為，力作用下的晶界遷移速率與晶界能、晶界的曲率、晶界上的有效臺階等相關(guān)。晶粒尺寸越小，晶界曲率越大，遷移速率加快。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，對于塑性變形制備的納米晶Cu、Ag、Ni樣品，在準(zhǔn)靜態(tài)拉伸變形時，隨著晶粒尺寸從亞微米減小至納米量級，晶界遷移逐漸增強(qiáng)，而當(dāng)晶粒尺寸小于臨界值時，晶界遷移逐漸受到抑制。這一結(jié)果顛覆了傳統(tǒng)的認(rèn)識，與其在納米晶熱穩(wěn)定性晶粒尺寸反常效應(yīng)的相關(guān)發(fā)現(xiàn)一致。

　　研究表明臨界尺寸以下納米晶在塑性變形過程中其晶界容易發(fā)生應(yīng)變誘導(dǎo)晶界馳豫，而這抑制了晶界遷移行為，使納米晶變形機(jī)制由晶界遷移逐漸變?yōu)椴蝗诲e運(yùn)動形成變形孿晶或?qū)渝e為主導(dǎo)，納米晶機(jī)械穩(wěn)定性增強(qiáng)。對Cu中臨界尺寸附近未發(fā)生機(jī)械馳豫的納米晶進(jìn)行熱處理，使其晶界發(fā)生熱馳豫，同時保持晶粒尺寸基本穩(wěn)定，在后續(xù)進(jìn)一步拉伸變形過程中其晶界遷移明顯受到抑制，晶粒表現(xiàn)出更高的機(jī)械穩(wěn)定性。

　　（原載于《中國科學(xué)報》 2019-04-11 第1版要聞)

　　近日，中國科學(xué)院院士盧柯、中科院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心研究員李秀艷發(fā)現(xiàn)了納米金屬機(jī)械穩(wěn)定性的反常晶粒尺寸效應(yīng)，相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《物理評論快報》。
　　納米金屬的晶界在機(jī)械變形作用下容易發(fā)生晶界遷移并伴隨晶粒長大，使得納米材料發(fā)生軟化。機(jī)械驅(qū)動晶界遷移不僅破壞材料的性能，也給利用塑性變形法制備納米晶帶來困難。
　　目前機(jī)械驅(qū)動晶界遷移的根本機(jī)制仍存爭議，但相關(guān)模型和計算模擬均表明機(jī)械驅(qū)動晶界遷移伴隨著明顯的晶界區(qū)原子重組和位錯運(yùn)動，這說明該過程與晶界狀態(tài)有密切關(guān)系。一般認(rèn)為，力作用下的晶界遷移速率與晶界能、晶界的曲率、晶界上的有效臺階等相關(guān)。晶粒尺寸越小，晶界曲率越大，遷移速率加快。
　　該研究發(fā)現(xiàn)，對于塑性變形制備的納米晶Cu、Ag、Ni樣品，在準(zhǔn)靜態(tài)拉伸變形時，隨著晶粒尺寸從亞微米減小至納米量級，晶界遷移逐漸增強(qiáng)，而當(dāng)晶粒尺寸小于臨界值時，晶界遷移逐漸受到抑制。這一結(jié)果顛覆了傳統(tǒng)的認(rèn)識，與其在納米晶熱穩(wěn)定性晶粒尺寸反常效應(yīng)的相關(guān)發(fā)現(xiàn)一致。
　　研究表明臨界尺寸以下納米晶在塑性變形過程中其晶界容易發(fā)生應(yīng)變誘導(dǎo)晶界馳豫，而這抑制了晶界遷移行為，使納米晶變形機(jī)制由晶界遷移逐漸變?yōu)椴蝗诲e運(yùn)動形成變形孿晶或?qū)渝e為主導(dǎo)，納米晶機(jī)械穩(wěn)定性增強(qiáng)。對Cu中臨界尺寸附近未發(fā)生機(jī)械馳豫的納米晶進(jìn)行熱處理，使其晶界發(fā)生熱馳豫，同時保持晶粒尺寸基本穩(wěn)定，在后續(xù)進(jìn)一步拉伸變形過程中其晶界遷移明顯受到抑制，晶粒表現(xiàn)出更高的機(jī)械穩(wěn)定性。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2019-04-11 第1版要聞)

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