<i id="p68vv"><noscript id="p68vv"></noscript></i>
    <track id="p68vv"></track>

      <video id="p68vv"></video>
    <track id="p68vv"></track>
    <u id="p68vv"><bdo id="p68vv"></bdo></u>

  1. <wbr id="p68vv"><ins id="p68vv"><progress id="p68vv"></progress></ins></wbr>
    <code id="p68vv"></code>
      <output id="p68vv"><optgroup id="p68vv"></optgroup></output>
  2. 突破!北京工業(yè)大學(xué)韓曉東教授/浙江大學(xué)張澤院士等合作發(fā)《Science》
    2022-03-18 11:53:50 作者:高分子科學(xué)前沿 來源:高分子科學(xué)前沿 分享至:

     金屬材料在人類社會發(fā)展史中有著不可替代的作用和地位。近年來,高新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展對新一代高性能金屬材料提出了迫切需求,而如何去高效率地設(shè)計功能性金屬材料目前仍然有待攻克。其中,關(guān)鍵理論之晶界(GB)結(jié)構(gòu)理論有著悠久的歷史,基本的假設(shè)是不同的晶界取向存在多個穩(wěn)態(tài)和亞穩(wěn)態(tài)。


    那么什么是晶界呢?晶界(GB)是分離不同晶體取向的晶粒的界面。當兩個相鄰晶粒發(fā)生平行于邊界平面的相對位移時,GB滑動。GB滑動有時與GB遷移相結(jié)合,會強烈影響多晶材料的非彈性變形,例如高溫下的擴散蠕變和環(huán)境溫度下的塑性變形。GB滑動最近在納米晶金屬的塑性變形和晶粒尺寸穩(wěn)定性研究中受到了相當大的關(guān)注。雖然大量研究人員已經(jīng)使用各種原位和非原位實驗技術(shù)研究了GB介導(dǎo)的變形,但GB滑動的原子尺度過程仍不清楚,主要是因為缺乏直接的高分辨率實驗觀察。在過去的幾年中,原位原子分辨率實驗取得了快速進展,但是與一般GBs變形相關(guān)的原子尺度過程尚未得到明確解決,主要是因為在GB變形過程中跟蹤原子運動非常困難。

    鑒于此,北京工業(yè)大學(xué)韓曉東教授、佐治亞理工學(xué)院朱廷教授和浙江大學(xué)張澤院士合作使用像差校正的原位電子顯微鏡觀察在應(yīng)變過程中的鉑晶界,以揭示在鉑雙晶中的一般傾斜GB中如何實現(xiàn)滑動主導(dǎo)變形。他們觀察到沿GB的直接原子尺度滑動或在邊界平面上的原子轉(zhuǎn)移滑動。后一種滑動過程是由使GB原子能夠傳輸?shù)臄嚅_運動介導(dǎo)的,導(dǎo)致以前無法識別的耦合GB滑動和原子平面轉(zhuǎn)移的模式。這些結(jié)果使人們能夠在原子尺度上理解一般GBs如何在多晶材料中滑動。相關(guān)研究成果以題為“Tracking the sliding of grain boundaries at the atomic scale”發(fā)表在最新一期《Science》上。


    【原位原子尺度觀察】

    作者報道了在像差校正透射電子顯微鏡(Cs-TEM)中進行納米力學(xué)測試期間,F(xiàn)CC Pt(從多晶中提取的雙晶)中一般高角度傾斜GB的滑動主導(dǎo)變形的原位原子尺度觀察。原位 Cs-TEM 圖像,該圖像提供了一個具有代表性的例子,即非對稱<110>-傾斜GB滑動約19Å,相鄰晶粒之間的取向角為20.1°(圖1,A到H)。初始GB片段的放大Cs-TEM圖像顯示左(GL)和右(GR)晶粒都與<110>區(qū)軸對齊(圖1I)。常見的不對稱GB(通常在真實多晶中觀察到)傾向于形成具有原子級臺階的原子級刻面(在GB平面的一側(cè)或兩側(cè))。對于所研究的GB段(圖1I),邊界的一側(cè)在晶粒GR的表面上表現(xiàn)出平坦、緊密堆積的{111}晶面,而另一側(cè)在晶粒GL的表面上具有原子級波紋,這反映了該晶粒面是晶粒GL的高指數(shù){331}平面。作者根據(jù)位于GB的兩組 1/2<110>{111} 晶格位錯來表征 GB 的結(jié)構(gòu)(圖1I),這些位錯經(jīng)常結(jié)合形成GB Lomer鎖,每個鎖都具有五元單元的特征核心結(jié)構(gòu)(用五邊形標記)。在 GB 滑動過程中,每個 Lomer 鎖調(diào)整其位置和結(jié)構(gòu),經(jīng)常暫時解離成兩個單獨的 1/2<110>{111} 位錯,隨后重新組合成一個 Lomer 鎖。


    圖 1. Pt 雙晶中不對稱傾斜 GB 的原子尺度滑動

    【原子尺度 GB 滑動的機理】

    作者展示了限定GB區(qū)域(圖1A)的高放大倍率Cs-TEM圖像(圖2)。在0、2.5、6.0和9.0 s處放大的Cs-TEM圖像(對應(yīng)于圖 1A 中的綠色框區(qū)域),顯示沿邊界平面的直接滑動以及跨邊界平面的原子柱轉(zhuǎn)移滑動,導(dǎo)致GB滑動和原子平面轉(zhuǎn)移耦合。在(A)中的0 s處,晶粒GL表面的原子列用綠色小寫字母標記,晶粒GR表面的原子列用紅色大寫字母標記。晶粒GL面上的兩個{331}層用紅色虛線表示,它們與GR面上的密堆積{111}層接觸。在(D)中的9 s時,兩個{331}層從GL面上移除;組成原子柱被轉(zhuǎn)移到GR面上的第一層{111}層中,使它們與其中的原子柱混合。


    圖 2. 非對稱 <110> 傾斜GB的原子分辨滑動

    【自動原子柱跟蹤法】

    為了更詳細清楚地解釋GB滑動,作者開發(fā)了自動原子柱跟蹤法,這種方法可以自動標記原子列,從而在GB滑動期間在圖像之間關(guān)聯(lián)它們(圖3)。在5秒時(圖3A),原子柱h位于GBLomer鎖的五邊形核心單元。在5.5秒時(圖3B),在轉(zhuǎn)移過程中h處出現(xiàn)白色條紋。在6.0秒時(圖3C),h被轉(zhuǎn)移到空位;與此同時,一個新的原子柱h'出現(xiàn)在先前被轉(zhuǎn)移的h占據(jù)的位置。原子柱軌跡的自動跟蹤進一步證實了h'的形成,如原子柱位移圖所示(圖3D)。在5秒時獲得了原子體積應(yīng)變圖(圖3E)。GB Lomer鎖的五邊形核心單元表現(xiàn)出較大的局部體積膨脹,表明在該核心單元處滑動引起的局部膨脹增加有助于h的傳遞。這一結(jié)果意味著新原子柱的出現(xiàn)或先前存在的原子柱的消失可以有效地適應(yīng)與階梯狀晶粒面相關(guān)的局部變形不相容性,從而防止在GB處形成能量昂貴的空洞形成或原子柱堵塞。因此,GB Lomer 鎖的五邊形核心單元在GB區(qū)域中原子柱的轉(zhuǎn)移以及相關(guān)的原子柱的形成和去除中起著重要作用。


    圖 3. 原子柱軌跡的自動跟蹤

    為了了解 GL 面上兩個 {331} 層的轉(zhuǎn)移是如何通過 GB 滑動過程中組成原子柱的轉(zhuǎn)移發(fā)生的,作者借助 GB Lomer 鎖和隨后沿 GB 的原子列傳輸確定了一系列跨邊界平面的原子列傳輸單元過程(圖4),強調(diào)了大局部體積應(yīng)變對驅(qū)動 GB 處原子柱的形成、去除和轉(zhuǎn)移的重要影響。同時GB滑動和原子平面轉(zhuǎn)移的耦合過程是通過環(huán)境溫度下的一系列位移原子事件發(fā)生的,并且是由GB上施加的高應(yīng)力驅(qū)動的。本文觀察到的原子級 GB 變形過程應(yīng)該適用于塊狀納米晶和超細晶 FCC 金屬。


    圖 4. GB Lomer 鎖的運動和形成

    【總結(jié)】

    本文的結(jié)果清楚地顯示了一般GB在低溫下是如何滑動的,并且沒有(或很少)伴隨GB遷移。這項工作展示了利用原位原子分辨率TEM實驗來理解多晶材料中界面介導(dǎo)的變形和失效機制的巨大潛力,并為實驗和原子建模之間的高分辨率握手提供了新的機會。

    【作者簡介】


    韓曉東,教授,博士生導(dǎo)師,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。現(xiàn)任中國電子顯微鏡學(xué)會理事長,北京工業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展院常務(wù)副院長。發(fā)表論文160余篇,包括:Science 2篇,Nature Mater 3篇, Nature Commun 9篇,Nano Lett 12篇,Phys Rev Lett 4篇,Acta Mater 12篇等;承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點項目、科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究專項、國家重大科研儀器設(shè)備研制專項課題、航空發(fā)動機重大研究計劃重點項目等。


    朱廷,美國佐治亞理工學(xué)院George W. Woodruff機械工程學(xué)院教授,已獲得美國機械工程師學(xué)會(American Society of Mechanical Engineers)SiaNemat-Nasser早期學(xué)術(shù)生涯獎(SiaNemat-Nasser Early Career Award)、美國工程科學(xué)學(xué)會(Society of Engineering Science) 青年研究者獎(Young Investigator Medal)以及浙江大學(xué)“包玉剛講座教授”等榮譽。


    張澤,材料科學(xué)晶體結(jié)構(gòu)專家,中國科學(xué)院院士。曾任中國科學(xué)院北京電鏡實驗室主任、中國科協(xié)黨組成員、書記處書記、亞洲晶體學(xué)會主席、中國電子顯微鏡學(xué)會理事長、北京工業(yè)大學(xué)副校長(正校級)。現(xiàn)為浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、浙江大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主任。2001年當選為中國科學(xué)院院士,全國政協(xié)第九屆、第十屆、第十一屆委員。現(xiàn)任中國分析測試協(xié)會理事長、亞太地區(qū)顯微鏡學(xué)會理事長和中國創(chuàng)新方法研究會副理事長。

    免責(zé)聲明:本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的文字、圖片與視頻資料版權(quán)歸原創(chuàng)作者所有,如果涉及侵權(quán),請第一時間聯(lián)系本網(wǎng)刪除。

    日韩人妻精品久久九九_人人澡人人澡一区二区三区_久久久久久天堂精品无码_亚洲自偷自拍另类第5页

    <i id="p68vv"><noscript id="p68vv"></noscript></i>
      <track id="p68vv"></track>

        <video id="p68vv"></video>
      <track id="p68vv"></track>
      <u id="p68vv"><bdo id="p68vv"></bdo></u>

    1. <wbr id="p68vv"><ins id="p68vv"><progress id="p68vv"></progress></ins></wbr>
      <code id="p68vv"></code>
        <output id="p68vv"><optgroup id="p68vv"></optgroup></output>
    2. 色婷婷综合精品中文在线 | 性色国产福利在线 | 亚洲欧美国产97综合首页 | 日韩一区视频蜜桃 | 亚洲欧洲在线另类 | 在线看片免费人成视频福利 |