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重庆大学最新研究成果发表在《Nature》，10纳米纯金属强化现象迎来20年突破

发布于：2024-06-18 编辑：匿名来源：网络

雷锋网消息，近日，重庆大学最新研究成果发表在《nature》杂志。

2月24日，重庆大学材料科学与技术学院黄晓旭教授团队与北京高电压科学研究中心陈斌研究所团队在联合发表题为“HighPressureeninginultrafine-grainedmetals”的论文）论文，该研究成果是材料科学领域的重要进展。

材料科学领域一直在追求一个目标，那就是开发更高强度的材料；其中，材料的微观结构特征在一定程度上影响着材料的强度——一般来说，材料的微观结构单元（称为“晶粒”）越细，其强度就越强。

但是，在近20年来，许多计算机模拟研究和相关实验研究表明，当晶粒尺寸小于某个临界尺寸（约10～15纳米）时，如果晶粒尺寸进一步细化，材料的强度不会增加科学家认为，这种现象可能是由于纳米材料中晶粒之间的界面发生滑动，导致其塑性变形，但由于设备限制，晶粒尺寸较小的材料的性能较差。

15纳米无法精确测量，因此，科学家们陷入了一个难题：如何确定晶粒尺寸更细的纳米金属的材料强度和晶粒尺寸。

尺寸之间最直接可靠的实验数据。

现在，黄晓旭的教授团队和陈斌的研究团队已经找到了解决方案。

他们的研究首次将地球科学研究领域的高压实验方法引入到纳米材料的研究中，创造性地解决了以往的技术难题，并首次报道了晶粒尺寸在10纳米以下的纳米纯金属的强化现象。

通过对纳米纯金属镍的高压变形研究发现，材料的强度随着晶粒尺寸的减小而不断增加。

更令研究人员惊讶的是，晶粒尺寸越小，强化效果越显着。

在所研究的最小晶粒尺寸（3 nm）样品中，获得了 4.2 GPa 的超高屈服强度，比传统商业纯镍提高了 10 倍。

此外，塑性计算模拟和透射电镜分析表明，高压变形抑制纳米材料中的晶界滑动，促进起强化作用的晶体缺陷（位错）的储存，从而实现高压细晶强化。

总而言之，这一发现将进一步刷新人们对纳米材料强化临界晶粒尺寸现象的认识，为通过调控材料晶粒尺寸和微观结构获得超强金属的探索重新注入活力。

雷锋网注：本文参考重庆大学新闻网相关介绍。

重庆大学最新研究成果发表在《Nature》，10纳米纯金属强化现象迎来20年突破

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