我科學家發現獲得高強度金屬的新途徑: 高壓細晶強化

2020-11-22 光明網新聞中心

　　近日，北京高壓科學研究中心陳斌研究員與重慶大學黃曉旭教授合作的研究團隊在高壓下發現了納米鎳持續強化的現象，並且3納米鎳在高壓下的強度可以達到普通商用鎳強度的10倍。他們的研究為獲得高強度金屬提供了一種新思路: 高壓細晶強化。相關研究論文日前發表在國際期刊Nature上。

　　圖釋：納米顆粒越細,變形越小,即強度越高

　　據介紹，通常情況下，晶粒越小，其強度越高。但是人們通過計算發現當晶粒細化到大約15-10納米以下時，納米金屬的強度不再增加，反而減小。對於晶粒更細（小於15納米）的納米金屬，伴隨尺寸是否會變軟或更強一直是一個謎題，這是由於傳統實驗手段對如此細小材料強度的測量面臨極大的挑戰。

　　該研究團隊率先將一種用於地學礦物研究技術引入到納米材料的壓縮變形研究。他們對200納米至3納米(總共八個尺寸晶粒尺寸)的金屬鎳進行了高壓下的形變對比研究，發現金屬鎳的壓縮強度隨著晶粒尺寸的減小而持續增加，3納米鎳樣品的強度可以達到傳統鎳強度的10倍之多。

　　「以前的研究表明納米晶細化到一定尺寸會軟化。我們的研究表明壓縮可以有效壓制納米晶界的塑性變形，從而抑制了軟化，因此可以幫助我們獲得高強度的納米金屬材料，」陳斌研究員說。（光明日報全媒體記者袁於飛）

[ 責編：李伯璽 ]

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