最新Nature: 觀測元素金屬的晶界相變

【引言】

晶界相變概念的提出距今已有50年，其基本理論是不同晶界取向之間存在著多重的穩態和亞穩態界面。仿真模擬方法不僅為理解界面之間的相變提供了有力的支持，還在理論上證明了材料體系中是可以發生晶界轉變的。然而，對元素金屬中的晶界轉變進行直接的實驗觀測依然困難重重。

【成果簡介】

美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的T. Frolov以及馬克斯普朗克研究所的C. H. Liebscher和G. Dehm（共同通訊作者）等人聯合報道了在元素銅【111】上對原子級晶界相共存以及轉變行為進行了實驗觀測。研究人員利用原子級分辨率成像揭示了晶界兩種不同結構的共存狀態，并利用有限溫度分子動力學模擬工具研究探索了這些晶界相的相變動力學機制。這一工作打破了理論界限，為研究金屬晶界相轉變提供了實驗觀測工具，能夠進一步研究晶界相變對反常晶粒生長以及液態金屬脆化等現象的影響。2020年03月18日，相關成果以題為“Observations of grain-boundary phase transformations in an elemental metal”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1 晶界相轉變的HAADF-STEM圖像

圖2 晶界結構的演變分析

圖3晶界相預測結構

圖4 有限溫度模擬的晶界相轉變

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

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

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