最新Nature: 观测元素金属的晶界相变

【引言】

晶界相变概念的提出距今已有50年，其基本理论是不同晶界取向之间存在着多重的稳态和亚稳态界面。仿真模拟方法不仅为理解界面之间的相变提供了有力的支持，还在理论上证明了材料体系中是可以发生晶界转变的。然而，对元素金属中的晶界转变进行直接的实验观测依然困难重重。

【成果简介】

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的T. Frolov以及马克斯普朗克研究所的C. H. Liebscher和G. Dehm（共同通讯作者）等人联合报道了在元素铜【111】上对原子级晶界相共存以及转变行为进行了实验观测。研究人员利用原子级分辨率成像揭示了晶界两种不同结构的共存状态，并利用有限温度分子动力学模拟工具研究探索了这些晶界相的相变动力学机制。这一工作打破了理论界限，为研究金属晶界相转变提供了实验观测工具，能够进一步研究晶界相变对反常晶粒生长以及液态金属脆化等现象的影响。2020年03月18日，相关成果以题为“Observations of grain-boundary phase transformations in an elemental metal”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 晶界相转变的HAADF-STEM图像

图2 晶界结构的演变分析

图3晶界相预测结构

图4 有限温度模拟的晶界相转变

文献链接：Observations of grain-boundary phase transformations in an elemental metal（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2082-6）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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