中国青年报客户端北京11月14日电（中青报•中青网记者 邱晨辉）记者今天从中国科学院金属研究所获悉，该所沈阳材料科学国家研究中心纳米金属科学家工作室李秀艳研究员、卢柯院士、周鑫特别研究助理与上海交通大学金朝晖教授合作，利用大量精细实验并结合模拟计算发现，当晶粒尺寸降低到几纳米时，纯金属铜多晶体会形成一种新型亚稳结构——受限晶体结构。
这一重要科研成果已于11月13日由国际学术期刊《科学》刊发。这是半个月之内，中科院金属所成果再次登上《科学》杂志。10月30日，《科学》刊发了该所沈阳材料科学国家研究中心任文才研究员、成会明院士团队发现高性能离子传导膜的成果。
金属通常以多晶体形式存在，即许多金属原子按一定规则整齐排列在一起，形成一个有序区域，称为晶粒，晶粒与晶粒之间由几个原子层厚的界面相连接，在三维空间中构成了宏观金属固体。由于晶粒之间存在晶体学取向差，晶界中原子的排列往往杂乱无序，这种无序晶界的存在，让多晶体的稳定性远低于完整晶体。
此次研究发现，受限晶体结构——这种具有极小界面的三维结构，表现出极高的热稳定性和力学稳定性，在纯铜的熔点以下不发生晶粒长大，其强度接近理论强度。这一重要发现表明除非晶固态外，多晶体金属在晶粒极细时还存在另外一种亚稳固体状态，其稳定性甚至远高于非晶固体。
据李秀艳介绍，研究者利用两步低温塑性变形技术，成功地将纯铜薄片的晶粒尺寸降低到10 纳米以下。受限晶体结构的发现，为探索固态物质结构基本特征及其新性能开辟了一个全新空间，也为研发高稳定性金属材料及制造工艺提供了新的机遇与挑战。
来源：中国青年报客户端
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