省部共建国家重点实验室和材料科学与工程学院甘肃省材料基因与结构基础学科研究中心铜、铝Schwarz受限晶体结构研究在TOP期刊《Scripta Materialia》发表
日前,兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室和材料科学与工程学院材料基因与设计团队在铜、铝Schwarz受限晶体结构取得最新研究进展,这项工作以“Isotropic grain boundaries and size-dependent thermal stability of Schwarz crystals Cu and Al at nanoscales”为题,发表在国际材料科学领域TOP期刊《Scripta Materialia》上。研究团队博士研究生杨丹为第一作者,中国科学院金属研究所金朝晖研究员为通讯作者。

随着纳米材料在航空航天、电子器件和能源存储等领域的广泛应用,纳米晶体的热稳定性问题成为材料科学研究的热点之一。特别是对于极小尺寸纳米金属材料,晶界的迁移和晶粒的长大是影响其性能稳定性的关键因素。针对面心立方金属铜和铝中Schwarz晶体的热稳定性问题,可持续材料设计与模拟研究团队与中国科学院金属研究所联合开展研究并取得重要进展。研究发现,Schwarz晶体的热稳定性与其晶界形状、晶界间距以及晶界能量的各向同性程度密切相关;在此基础上,研究团队提出了一种热力学模型,可成功描述纳米尺度下Schwarz晶体热稳定性的尺寸依赖性,为纳米金属微观结构设计和性能优化提供了新的理论依据。该模型不仅适用于面心立方金属,还可推广到其他晶体结构的金属和合金中。

研究工作得到甘肃省科技重大专项(22ZD6GA008)和甘肃省材料基因与结构基础学科研究中心(甘肃省基础研究创新群体25JRRA803)等项目的资助。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2025.116572。
(撰稿:汤富领,终审:李元东)