原子尺度分辨的晶界力学行为TEM原位研究

摘要

晶界是多晶材料体系的特征结构之一,对材料的力学等性能具有重要影响.揭示晶界的原子结构及其在外力作用下的演化规律是材料力学性能优化的重要科学基础.当多晶材料的晶粒尺寸减小至纳米尺度后,晶界原子比例的急剧增加导致塑性变形区域主要发生在只有几个原子层厚度的晶界区域.此时,原子尺度分辨率下的原位动态研究成为揭示晶界塑性变形原子机理的必要手段.该文主要介绍本研究团队近年来在晶界变形原子机制研究方法上的主要进展;利用TEM原位研究技术,在金属纳米晶中的晶粒内部位错行为,晶界处的塑性行为研究中的主要科学发现;以及研究者在晶界发射位错、孪晶形核机理及晶界转动的原子尺度机制、晶粒尺寸对塑性行为的影响等取得的主要结论.