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　　近日，中國(guó)科學(xué)院院士盧柯、中科院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)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(píng)論快報(bào)》。
　　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(zhǎng)大，使得納米材料發(fā)生軟化。機(jī)械驅(qū)動(dòng)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(lái)困難。
　　目前機(jī)械驅(qū)動(dòng)晶界遷移的根本機(jī)制仍存爭(zhēng)議，但相關(guān)模型和計(jì)算模擬均表明機(jī)械驅(qū)動(dòng)晶界遷移伴隨著明顯的晶界區(qū)原子重組和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明該過(guò)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(tái)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(duì)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(shí)，隨著晶粒尺寸從亞微米減小至納米量級(jí)，晶界遷移逐漸增強(qiáng)，而當(dāng)晶粒尺寸小于臨界值時(shí)，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(shí)，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(guò)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(cuò)運(yùn)動(dòng)形成變形孿晶或?qū)渝e(cuò)為主導(dǎo)，納米晶機(jī)械穩(wěn)定性增強(qiáng)。對(duì)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(shí)保持晶粒尺寸基本穩(wěn)定，在后續(xù)進(jìn)一步拉伸變形過(guò)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(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-04-11 第1版 要聞)