金屬是由微小晶粒組成，晶界越多，金屬就越不易變形，強度就越大。但此方法也有極限：當晶粒尺寸降至10-15納米時，晶界發生滑移、遷移等塑性變形，導致金屬在應力下變軟。這是困擾材料學界的“尺寸軟化”難題。
中國科學院金屬研究所研究團隊與遼寧材料實驗室研究團隊合作，提出并實現了“納米負能界面”強化新策略，在鎳基合金中構筑極高密度穩定界面，可提升材料剛度，使材料強度逼近理論極限。
研究團隊在鎳基合金中，通過電化學沉積結合非晶晶化方法，讓金屬原子以兩種極其緊密的方式交替堆疊，原子相互采用榫卯結構連接，層與層之間僅有0.7納米，形成了更穩定的結構，材料內部總能量沒有增加，反而降低了“負能界面”。
這種充滿“負能界面”的新型金屬的屈服強度高達5.08GPa，超過傳統納米晶與納米孿晶鎳基材料，接近理論強度極限，能夠和高性能陶瓷相當。該金屬的楊氏模量大幅提升，達到254.5GPa，超過同成分的非晶金屬和金屬化合物。這意味著“負能界面”新型金屬實現了強度與剛度的同步提升。不僅更難被永久壓壞，也更難被彈性壓彎，即“又強又韌”。
“納米負能界面”強化策略可廣泛應用于多種材料體系。該成果揭示通過構筑極限尺度的穩定“負能界面”，可以有效調控晶體材料的原子鍵合狀態，同時實現材料強度和模量的跨越式提升。為未來設計開發接近理論強度極限的新一代超強超穩金屬材料，提供了新的科學原理和技術路徑。
相關研究成果發表在《科學》（Science）上。研究工作得到國家自然科學基金杰出青年基金和中國科學院戰略性先導專項等的支持。
金屬是由微小晶粒組成，晶界越多，金屬就越不易變形，強度就越大。但此方法也有極限：當晶粒尺寸降至10-15納米時，晶界發生滑移、遷移等塑性變形，導致金屬在應力下變軟。這是困擾材料學界的“尺寸軟化”難題。......
近日，重慶大學作為第一完成單位和第一通訊作者單位在頂級期刊《Science》發表最新研究成果。論文題目為“3Dmicroscopyatthenanoscalerevealsunexpectedlatt......
納米金屬研究在重慶取得新突破！12月1日，重慶大學作為第一完成單位和第一通訊作者單位，在全球頂級期刊《Science》（《科學》）發表最新研究成果論文——《納米分辨三維電鏡揭示變形鎳的異常晶格轉動》。......
近期，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心金海軍研究員團隊將脫合金與電沉積相結合，在完全互溶且熱力學穩定不易分解的Cu-Au合金體系中構筑出類似于調幅分解產生的納米結構，形成仿調幅分解結構合金......
近日，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心研究員金海軍團隊將脫合金與電沉積相結合，在完全互溶且熱力學穩定不易分解的Cu-Au合金體系中構筑出類似調幅分解產生的納米結構，形成仿調幅分解結構合金（......
9月6日，2020年未來科學大獎頒獎典禮在北京舉行，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心主任、中國科學院院士盧柯榮獲“物質科學獎”，以獎勵他開創性地發現和利用納米孿晶結構及梯度納米......
納米金屬的晶界在機械變形作用下容易發生晶界遷移并伴隨晶粒長大，使得納米材料發生軟化，這種現象在拉伸、壓縮、壓痕等變形條件下均有大量實驗和相關計算模擬結果的報道。機械驅動晶界遷移不僅破壞材料的性能，也給......
日前，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室盧柯研究組發現通過適當合金元素的晶界偏聚可以提高晶界穩定性，從而可以大幅度調控納米金屬的強度。該研究得到科技部國家重大科學研究計劃和國家自然基金......
金屬材料的強度或硬度往往隨晶粒尺寸減小而增加，遵循基于位錯塞積變形機制的Hall-Petch關系，即強度的增加與晶粒尺寸的平方根成反比。而當晶粒尺寸低于某臨界晶粒尺寸（通常為10-30納米）時，金屬的......
金屬納米粒子具有獨特的物理化學性能并且在催化、光電子器件、磁性材料、涂層材料等領域具有廣泛的應用前景，因此它的制備得到了廣泛的研究。到目前為止，在室溫下通過直接還原金屬氧化物制備金屬納米粒子的相關報道......