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负能界面
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我国科研团队发现金属“负能界面” 可使材料强度接近理论极限
人民网· 2025-11-14 09:28
据辽宁材料实验室副主任李秀艳介绍,"负能界面"的平均界面厚度小于1 纳米,比孪晶界面更稳 定,达到了材料中的界面密度极限,从而将材料强度提升至接近理论极限。不同于传统金属强化方法通 常会导致弹性模量的下降,"负能界面"在提高强度的同时显著提升材料的弹性模量,并且这种"负能界 面"强化机制适用于多种合金体系。 人民网沈阳11月14日电 (记者孝媛)近日,国际顶级学术期刊《科学》周刊发表了辽宁材料实验 室与中国科学院金属研究所联合研究团队的最新研究成果。这项研究首次发现金属中存在"负能界面", 标志着金属材料的结构调控进入到亚纳米尺度,可将金属材料强度提升至接近理论极限,为下一代高性 能金属材料的设计开辟了全新维度。 提高金属强度是长期以来材料领域的核心研究目标,通过结构细化到纳米尺度形成高密度界面是金 属的一种主要强化途径。几十年来,世界各国一直致力于探索稳定的界面结构,发展制备技术,持续细 化金属结构。 2004年,卢柯研究员团队利用稳定的低能孪晶界在金属铜中获得纳米孪晶结构,使铜的强度提升10 倍以上并保持高导电性,近年来在各类合金、半导体和陶瓷材料中均实现了纳米孪晶强化。但当孪晶层 片厚度低于约10纳米时 ...
我科学家在金属中发现“负能界面”
科技日报· 2025-11-13 07:46
12日,记者从辽宁材料实验室获悉,该实验室与中国科学院金属研究所联合研究团队近日取得重大技术 突破。研究人员在金属中发现"负能界面",成功实现亚纳米结构合金强化,使材料强度逼近理论极限的 同时,显著提升弹性模量。这种极限尺度稳定界面能够改变晶格的原子键合状态,从而大幅度提升性 能,为下一代高性能金属材料的设计开辟了全新维度。这一发现标志着金属材料的结构调控进入到亚纳 米尺度,相关成果近日在国际期刊《科学》上发表。 (文章来源:科技日报) 辽宁材料实验室党委副书记、副主任李秀艳在接受科技日报记者专访时介绍,卢柯研究员团队长期致力 于金属材料结构调控与性能突破研究。2018年,该团队首次发现,当纳米金属的晶粒小于70纳米时,晶 界能量下降,结构稳定性不降反升,这颠覆了传统"纳米晶粒越小越不稳定"的认知。2020年,团队进一 步探索晶粒尺寸极限,将纯铜晶粒细化至4—5纳米时,发现材料转变为一种新结构,晶界呈现三维周期 性极小面特征,将其命名为"受限晶体"。在最新研究中,团队聚焦尺度更小的界面结构(平均0.7纳米/3 —4原子层)。 "我们通过电化学沉积结合非晶化方法,发现在Ni-Mo合金中存在一种过剩能为负的界面。 ...
辽宁材料实验室发现金属中的“负能界面” 实现亚纳米结构合金强化
证券时报网· 2025-11-08 10:29
这一重要发现标志着金属材料的结构调控进入到亚纳米尺度,这种极限尺度稳定界面能够改变晶格的原 子键合状态,从而大幅度提升性能,为下一代高性能金属材料的设计开辟了全新的维度。 人民财讯11月8日电,据辽宁省科学技术厅消息,近期,辽宁材料实验室与中国科学院金属研究所联合 研究团队发现,金属中存在一种比孪晶界更稳定的界面--"负能界面"(negative-excess-energy interface,NEI)。在含有Mo的Ni过饱和固溶体合金中,面心立方与密排六方晶格之间的共格界面具有负 过剩能,比孪晶界能量更低,可以获得极高的界面密度,平均界面厚度小于1nm,达到了材料中的界面 密度极限。极高密度"负能界面"具有本征稳定性,可有效阻碍位错及界面运动,完全抑制材料的塑性变 形,从而将材料强度提升至接近理论极限。不同于传统金属强化方法通常会导致弹性模量的下降,"负 能界面"在提高强度的同时显著提升材料的弹性模量。这种"负能界面"强化机制适用于多种合金体系。 ...