中國網/中國發展門戶網訊 近期，中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心納米金屬科學家工作室李秀豔等研究發現，利用快速升溫可以在納米晶銅中引入退火孿晶，從而實現納米晶晶界的“熱弛豫”，提高納米晶的熱穩定性。該項工作4月24日發表於《科學》子刊《科學進展》（Science Advances）。
據介紹，採取快速升溫既避免了晶粒長大，又可產生生長孿晶。將晶粒尺寸80 nm左右的純Cu，以160 K/min的速率快速升溫至523 K保溫15 min再冷卻，材料晶粒尺寸沒有明顯變化，而孿晶數量明顯增加。與變形孿晶一樣，這些生長孿晶也可以弛豫晶界，增強納米晶的熱穩定性。熱處理後，納米晶的明顯長大溫度從原來的低於393 K升高至773 K以上。
快速升溫提高納米晶穩定性的熱弛豫方法可以用於提高一般嚴重塑性變形所獲得的亞微米和納米晶的穩定性，對於發展高穩定納米材料和推動納米金屬的應用具有重要意義。
快速加熱穩定納米晶銅。（A）製備態樣品及分別以不同升溫速率（1，80，160K/min）加熱至523K的樣品的表層梯度納米結構的典型橫截面掃描電鏡照片。（B-D）製備態樣品及不同升溫速率加熱處理後的樣品中距表面~25μm深度處納米晶典型透射照片（對應深度如圖A中虛線框所示，該深度處製備態樣品平均晶粒尺寸約為80nm）。（E）以不同升溫速率加熱至523K處理後的樣品中表層穩定納米晶對應晶粒尺寸範圍。圖中實心和空心圓點分別代表實驗觀察到穩定納米晶層的上下界所對應晶粒尺寸，虛線表示製備態樣品在523K熱處理時穩定納米晶的平均晶粒尺寸上界（D*~60nm），誤差棒指平均晶粒尺寸的統計標準誤差。
快速加熱後納米晶內部形成大量孿晶且晶界平面化。（A）圖1D中所示區域內納米晶的典型高分辨照片，左上角插圖為晶粒中納米孿晶的原子像圖片。（B, C）製備態樣品和以160K/min升溫速率加熱至523K處理後樣品中典型晶界特徵分佈。不同顏色代表不同類型晶界，紅色為孿晶界，灰色為小角晶界，黑色為普通大角晶界，其他顏色為其他特殊重位點陣界面（Σ
