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重庆大学最新研究成果登上《Nature》,10纳米纯金属强化现象迎来20年大突破

返回列表 来源:yb体育官网 发布日期:2021-08-09 08:53
 本文摘要:(公众号:)消息,近日,重庆大学的近期研究成果上了《nature》期刊。2 月 24 日,重庆大学材料学院朱晓旭教授团队与北京高压科学研究中心陈斌研究院团队等牵头在《nature》上公开发表了为题 High pressure strengthening in ultrafine-grained metals(超细晶金属的高压增强)的论文,该研究结果是材料科学领域的众多最重要进展。

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(公众号:)消息,近日,重庆大学的近期研究成果上了《nature》期刊。2 月 24 日,重庆大学材料学院朱晓旭教授团队与北京高压科学研究中心陈斌研究院团队等牵头在《nature》上公开发表了为题 High pressure strengthening in ultrafine-grained metals(超细晶金属的高压增强)的论文,该研究结果是材料科学领域的众多最重要进展。仍然以来,材料科学领域都在执着一个目标,即研发出有具备更高强度的材料;其中,材料微观的组织的特征在一定程度上影响着材料的强度——一般来说来说,材料的微观的组织单元(称作“晶粒”)就越细小,其强度就越高。

然而,在过去的 20 年里,有不少计算机仿真研究和涉及实验研究指出,当晶粒大于某个临界尺寸(大约 10 到 15 纳米)时,更进一步细化晶粒,材料的强度不升反降。科学家们指出,这一现象也许是因为纳米材料中晶粒之间的界面再次发生了滑动,以致其塑性变形。不过,由于设备的容许,晶粒尺寸大于 15 纳米的材料性能无法被精确测量,所以,科学家们陷于了一个难题:对于晶粒尺寸更加粗的纳米金属而言,如何创建起材料强度与晶粒尺寸之间最必要可信的实验数据。

现在,朱晓旭教授团队与陈斌研究团队寻找了初衷。他们的研究首次将地球科学研究领域的高压实验方法引进到了纳米材料研究中,创造性地解决问题了之前的技术难题,并首次报导了晶粒尺寸在 10 纳米以下的纳米显金属的增强现象。通过对纳米显金属镍展开高压变形研究,找到该材料的强度随着晶粒尺寸增大持续提升,而且令其研究人员更加惊讶的是,晶粒尺寸就越小其增强效果就越明显。

在所研究的大于晶粒尺寸(3 纳米)样品中,取得了 4.2 GPa 的超高屈服强度,比常规商业显镍强度提升了 10 倍。此外,塑性计算出来仿真和入射电子显微镜分析表明,高压变形诱导了纳米材料中的晶界滑动,并增进了起增强起到的晶体缺陷(晶格)的储存,从而造成高压细晶增强。

总而言之,这一找到将不会更进一步创下人们对纳米材料增强中临界晶粒尺寸现象的了解,新的唤起通过调控材料的晶粒尺寸和微观结构取得极强金属的探寻。录:本文参照重庆大学新闻网涉及讲解原创文章,予以许可禁令刊登。下文闻刊登须知。


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