中國青年報客戶端北京11月14日電（中青報•中青網記者 邱晨輝）記者今天從中國科學院金屬研究所獲悉，該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研究員、盧柯院士、周鑫特別研究助理與上海交通大學金朝暉教授合作，利用大量精細實驗並結合模擬計算發現，當晶粒尺寸降低到幾納米時，純金屬銅多晶體會形成一種新型亞穩結構——受限晶體結構。
這一重要科研成果已於11月13日由國際學術期刊《科學》刊發。這是半個月之內，中科院金屬所成果再次登上《科學》雜誌。10月30日，《科學》刊發了該所瀋陽材料科學國家研究中心任文才研究員、成會明院士團隊發現高性能離子傳導膜的成果。
金屬通常以多晶體形式存在，即許多金屬原子按一定規則整齊排列在一起，形成一個有序區域，稱為晶粒，晶粒與晶粒之間由幾個原子層厚的界面相連接，在三維空間中構成了宏觀金屬固體。由於晶粒之間存在晶體學取向差，晶界中原子的排列往往雜亂無序，這種無序晶界的存在，讓多晶體的穩定性遠低於完整晶體。
此次研究發現，受限晶體結構——這種具有極小界面的三維結構，表現出極高的熱穩定性和力學穩定性，在純銅的熔點以下不發生晶粒長大，其強度接近理論強度。這一重要發現表明除非晶固態外，多晶體金屬在晶粒極細時還存在另外一種亞穩固體狀態，其穩定性甚至遠高於非晶固體。
據李秀豔介紹，研究者利用兩步低溫塑性變形技術，成功地將純銅薄片的晶粒尺寸降低到10 納米以下。受限晶體結構的發現，為探索固態物質結構基本特徵及其新性能開闢了一個全新空間，也為研發高穩定性金屬材料及製造工藝提供了新的機遇與挑戰。
來源：中國青年報客戶端
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