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2020-04-29
??日前，中國科學(xué)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等人研究發(fā)現(xiàn)，利用快速升溫可以在納米晶銅中引入退火孿晶，從而實現(xiàn)納米晶晶界的“熱弛豫”，提高納米晶的熱穩(wěn)定性。該項研究成果4月24日發(fā)表于《科學(xué)進展》。
弛豫指的是在某一個漸變物理過程中，從某一個狀態(tài)逐漸地恢復(fù)到平衡態(tài)的過程。目前，等通道擠壓、疊軋等常用的嚴重塑性變形方法制備的純金屬晶粒尺寸通常在亞微米尺度，很難在加工過程中啟動晶界弛豫機制。例如，嚴重塑性變形制備的純銅晶粒尺寸多處于100～200納米，穩(wěn)定性較差，其晶粒長大溫度遠低于粗晶。
為此，研究人員采取快速升溫的方法，既避免了晶粒長大，又可產(chǎn)生生長孿晶。具體做法是將晶粒尺寸80納米左右的純銅，以160開爾文/分鐘的速率快速升溫至523開爾文保溫15分鐘再冷卻，材料晶粒尺寸沒有明顯變化，而孿晶數(shù)量明顯增加。與變形孿晶一樣，這些生長孿晶也可以弛豫晶界，增強納米晶的熱穩(wěn)定性。熱處理后，納米晶的明顯長大溫度從原來的低于393開爾文升高至773開爾文以上。
該方法可用于提高一般嚴重塑性變形所獲得的亞微米和納米晶的穩(wěn)定性，對于發(fā)展高穩(wěn)定納米材料和推動納米金屬的應(yīng)用具有重要意義。（記者沈春蕾）
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