日前，中國(guó)科學(xué)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(shí)現(xiàn)納米晶晶界的“熱弛豫”，提高納米晶的熱穩(wěn)定性。該項(xiàng)研究成果4月24日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。
　　弛豫指的是在某一個(gè)漸變物理過(guò)程中，從某一個(gè)狀態(tài)逐漸地恢復(fù)到平衡態(tài)的過(guò)程。目前，等通道擠壓、疊軋等常用的嚴(yán)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(guò)程中啟動(dòng)晶界弛豫機(jī)制。例如，嚴(yán)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(zhǎng)大溫度遠(yuǎn)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(zhǎng)大，又可產(chǎn)生生長(zhǎng)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(zhǎng)孿晶也可以弛豫晶界，增強(qiáng)納米晶的熱穩(wěn)定性。熱處理后，納米晶的明顯長(zhǎng)大溫度從原來(lái)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(yán)重塑性變形所獲得的亞微米和納米晶的穩(wěn)定性，對(duì)于發(fā)展高穩(wěn)定納米材料和推動(dòng)納米金屬的應(yīng)用具有重要意義。
　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz8003
　　（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2020-04-29 第4版 綜合)