最近，金属所沈阳材料科学国家研究中心、“****”科学家工作室卢柯院士、李秀艳研究员在这一问题上取得新的进展。他们发现对于塑性变形制备的纳米晶Cu、Ag、Ni样品，准静态拉伸变形时，随着晶粒尺寸从亚微米减小至纳米量级，晶界迁移先逐渐增强，而当晶粒尺寸小于临界值时，晶界迁移逐渐受到抑制，这一结果颠覆了传统的认识，与其在纳米晶热稳定性晶粒尺寸反常效应的相关发现一致。对于Cu、Ag、Ni而言，实验中临界晶粒尺寸分别约为75、80、38nm。研究表明临界尺寸以下纳米晶在塑性变形过程中其晶界容易发生应变诱导晶界驰豫，而这种晶界驰豫抑制了晶界迁移行为，使得纳米晶变形机制由晶界迁移逐渐转变为不全位错运动形成变形孪晶或层错为主导，纳米晶机械稳定性增强。该研究还发现，采用合适退火工艺对Cu中临界尺寸附近未发生机械驰豫的纳米晶进行热处理，使其晶界发生热驰豫，同时保持晶粒尺寸基本稳定，在后续进一步拉伸变形过程中其晶界迁移明显受到抑制，晶粒表现出更高的机械稳定性。
该发现说明与晶界偏聚效应类似，晶粒尺寸相关的晶界驰豫效应能明显对机械驱动晶界迁移起到抑制作用，这为提高纳米晶机械稳定性提供了新的方法，同时也为发展纳米晶制备工艺提供了重要参考。
该研究得到科技部纳米科技重点专项和国家自然基金资助。于3月29日Physical Review Letters杂志在线发表。
图(a) 纯Cu相对晶粒尺寸变化率(
)随初始平均晶粒尺寸(
)变化关系，M-GBR和T-GBR分别表示机械诱导和热处理诱导晶界驰豫效应。(b)表面机械碾磨技术制备纯Ag、Cu、Ni样品相对晶粒尺寸变化率(
)随初始平均晶粒尺寸(
)变化关系。
