Science重大發現：在鎳鉍合金中的一般晶界處偏析誘導的有序超結構

Allen 6年前 (2017-10-06) 5829瀏覽

【背景介紹】

多晶金屬和陶瓷的性質與其晶界的結構和組成密切相關。合金元素，摻雜劑和雜質通常以比顆粒內部更高的濃度存在于晶界，這種作用稱為晶界偏析或吸附。由于合金元素和雜質優先聚集在晶界處，材料的性質有時會發生實質性的變化。雙晶的研究表明，由于在高對稱邊界處的這種溶質偏析的結果，通常會出現規則的原子圖案，但是不知道超結構是否存在于多晶體中的一般晶界處。

【成果簡介】

北京時間2017年10月6日，Science在線發表了美國加利福尼亞大學駱建、理海大學Martin P. Harmer（共同通訊）等人題為“Segregation-induced ordered superstructures at general grain boundaries in a nickel-bismuth alloy”的文章，該團隊在鉍摻雜的多晶鎳中，發現有序的偏析誘導的晶界超結構發生在隨機選擇的一般晶界處，這些重建由終止晶粒表面的取向驅動，而不是晶粒之間的晶格匹配。這一發現表明，被吸附物誘導的超結構并不限于特殊的晶界，而是可以存在于各種一般的晶界，因此可影響多晶合金的性能。在一般晶界處發現Bi偏析誘導的超結構豐富了對現有研究的認知，并且可以提供關于結構相關晶界特性如塑性，擴散性和電導率的新見解。

【圖文導讀】

圖1 Ni-Bi體系中的原子尺度偏析誘導的超結構

圖2 Ni-Bi表面和晶界的DFT計算結果