近期,金属所沈阳先进材料研究发展中心钛合金研究部李阁平研究组发现,Zr-4合金中C14结构Laves析出相中往往包含层错,并且,层错的出现会使Laves相的晶体结构类型发生改变,具体为C14结构向C36结构的转变。之所以发生这样的转变,是由于C14结构与C36结构Laves相在{0001}面堆垛方式的差异。当C14结构Laves相的{0001}面出现堆垛层错时,局部晶体结构会转变为C36结构。这一转变是平行于{0001}面的同步剪切导致的,而这一剪切力的来源,一直是科研人员讨论的话题。李阁平研究组发现,第二相与α-Zr晶界之间的相互作用产生的钉扎力,恰好提供了Laves第二相形成层错的驱动力,这一发现打开了理解层错形成机理的全新思路。
由此可见,晶界与纳米第二相颗粒的相互作用,是值得被关注的。例如,晶粒长大、晶粒变形时导致的晶界迁移,可能会影响第二相中的亚结构,导致第二相中线缺陷、面缺陷分布的变化,进而可能导致第二相颗粒中晶体结构的改变。该研究也为第二相/晶界工程相关研究提供了参考。
该研究成果已由Nanoscale期刊在线发表(DOI: 10.1039/C7NR08963E):原文链接1、原文链接2
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图1 α-Zr晶界与纳米第二相颗粒的相互作用
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图2 Laves相中C14与C36晶体结构的晶胞参数及二维点阵图