《Nature》子刊:浙江大学提出调控微纳结构材料的可逆塑性变形的新思路


发布时间:

2023-12-14

纳米材料的结构稳定性和可靠性对于纳米器件的性能起到决定性的作用。长期服役过程中应力/应变诱导的不可逆微结构损伤往往导致器件功能退化甚至失效,纳米材料在循环加载或者变形的时候很容易出现非均匀形核,这类形核会直接诱发剪切局域化和材料的性能退化。

纳米材料的结构稳定性和可靠性对于纳米器件的性能起到决定性的作用。长期服役过程中应力/应变诱导的不可逆微结构损伤往往导致器件功能退化甚至失效,纳米材料在循环加载或者变形的时候很容易出现非均匀形核,这类形核会直接诱发剪切局域化和材料的性能退化。现有的技术可通过引入可逆孪生和可逆相变等塑性变形机制实现一定的循环变形能力,用以改善纳米材料的循环抗力和损伤容限,但这类方案通常适用范围有限。因此调控微纳结构材料的可逆塑性变形亟待解决。同时,开发一种可以原位直接观测调控行为的方法也非常有必要。

近日,浙江大学材料科学与工程学院张泽院士、王江伟研究员团队与浙江大学交叉力学Z心杨卫院士、周昊飞研究员团队合作,提出了一种通过晶界调控实现金属纳米结构可控循环变形的新思路,相关成果以"Metallic nanocrystals with low angle grain boundary for controllable plastic reversibility"为题发表在Nature Communications上。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16869-3  

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图:实验方法

在该实验中,块体金棒通过线切割机切割后安置到PicoFemto®原位TEM-STM电学测量样品杆上,研究人员利用该样品杆的三维操纵单元和电学单元,在TEM中准确将两根金棒对接,焊接并制备了高质量的金双晶体纳米结构。进而通过原位样品杆的机械加载功能进行原位测量和表征。

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图:原位TEM分析

安徽泽攸科技有限公司是一家具有完全自主知识产权的科学仪器公司, 自20世纪90年代开始投入电镜及相关附件研发以来,研发团队一直致力于为纳米科学研究提供卓越的仪器。目前,公司有包括PicoFemto系列原位TEM测量系统原位SEM测量系统ZEM系列台式扫描电镜JS系列台阶仪纳米位移台二维材料转移台探针台及低温系统光栅尺等在类的多个产品线,在国内外均获得了高度关注,填补了国家在高端精密仪器领域的诸多空白。