185f
268a
新闻动态
综合新闻
科研动态
学术活动
媒体聚焦
通知公告
您现在的位置:首页 > 新闻动态 > 科研动态
五重孪晶形成机理研究取得重要进展
 
2020-01-06 | 文章来源:钛合金研究部        【 】【打印】【关闭

  近日,乐途棋牌_易记棋牌游戏_棋牌娱乐策划_通宝娱乐棋牌_吹牛棋牌钛合金研究部的周刚助理研究员(共同一作)、王皞副研究员与美国太平洋西北国家实验室的Li Dongsheng教授(通讯作者)、宋淼博士(共同一作)以及密歇根大学的鲁宁博士(共同一作)等人合作,采用高分辨原位透射电镜和分子动力学模拟方法,在原子尺度揭示了两种五重孪晶的形成机理。相关研究成果于2020年1月3日在《科学》(Science)在线发表。 

  作为一种重要的孪晶结构,五重孪晶在晶体生长、生物医学、光学和催化等领域均有着广泛的应用。比如,五重孪晶结构所引入的晶格畸变可以增加纳米线的杨氏模量;五重孪晶铜纳米线在还原CO2制备甲醇的过程中表现出优异的催化性能等。尽管自G. Rose于1831年在金中发现五重孪晶以来,科研人员已在近百种材料中发现了五重孪晶结构并开展了大量的基础和应用研究,但由于无法在原子尺度直接观察形成过程,其形成机理至今仍无定论。 

  此次研究人员发现,在~3nm Au、Pt和Pd纳米颗粒的聚集生长过程中,纳米颗粒可以通过颗粒间的取向粘附(Orientation attachment,OA)形成起始的两个孪晶界面,然后经原子表面扩散和高能晶界形成及分解(机理1)或不全位错的滑移(机理2)形成五重孪晶结构。两种形成机理主要取决于颗粒取向粘附后所形成表面结构。如果经取向粘附后,形成的凹面夹角接近90°,则为机理1;如果形成的凹面夹角接近150°,则为机理2,其具体的形成过程如下: 

  机理1:通过取向粘附、原子表面扩散以及随后的高能晶界的形成和分解。首先,经颗粒取向粘附过程形成起始的两个Σ3孪晶界面以及一个~90°凹面;这种较大曲率的凹面将促使表面原子的扩散到该处进而形成第三个Σ3孪晶界和Σ27高能晶界;最终通过孪晶极附近零应变孪晶的形核及生长,Σ27分解成另外两个Σ3孪晶界并形成五重孪晶结构。该机理可形成较为对称的五重孪晶结构。 

  机理2:通过取向粘附和不全位错的滑移或晶界分解。当取向粘附过程形成的凹面夹角为~150°时,通过在表层原子中不全位错的滑移或Σ9晶界的分解即可实现五重孪晶的形成。不全位错的继续滑移可促使孪晶界面向晶粒内部迁移,但也伴随着晶格应变能增大,因此该机理主要形成不对称的五重孪晶结构。在后续的生长过程中,五重孪晶对称性的演化可通过与其他纳米颗粒的聚集长大实现。 

图 1. 五重孪晶形成机理1:通过取向粘附、原子表面扩散以及随后的高能晶界的形成和分解(零应变孪晶成核和生长)

图2. Σ27分解为Σ34和Σ35

图3. 五重孪晶形成机理2:通过取向粘附和不全位错的滑移或晶界分解

  全文链接

 

文档附件

相关信息
7f2
联系我们 | 友情链接
地址: 沈阳市沈河区文化路72号 邮编: 110016
管理员邮箱: office@imr.ac.cn
乐途棋牌_易记棋牌游戏_棋牌娱乐策划_通宝娱乐棋牌_吹牛棋牌 版权所有 辽ICP备05005387号

官方微博

官方微信
13
0