11月12日消息，負(fù)能界面據(jù)媒體報(bào)道，重大中遼寧材料實(shí)驗(yàn)室與中國科學(xué)院金屬研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)近日在金屬材料領(lǐng)域取得重大突破，技術(shù)金屬首次在金屬中發(fā)現(xiàn)“負(fù)能界面”，突破并基于此實(shí)現(xiàn)了亞納米尺度下的國科合金強(qiáng)化。該技術(shù)使材料強(qiáng)度逼近理論極限，學(xué)家現(xiàn)同時(shí)顯著提高了彈性模量，負(fù)能界面為設(shè)計(jì)下一代高性能金屬材料開辟了新路徑。重大中

這一突破標(biāo)志著金屬材料結(jié)構(gòu)調(diào)控正式進(jìn)入亞納米尺度。技術(shù)金屬研究顯示，突破在極限尺度下形成的國科穩(wěn)定界面能夠改變晶格中原子的鍵合狀態(tài)，從而大幅提升材料綜合性能。學(xué)家現(xiàn)

提高金屬強(qiáng)度是負(fù)能界面材料科學(xué)領(lǐng)域的長期課題，傳統(tǒng)上通過將結(jié)構(gòu)細(xì)化至納米尺度、重大中形成高密度界面來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化。技術(shù)金屬

過去幾十年，全球科研團(tuán)隊(duì)持續(xù)探索穩(wěn)定界面結(jié)構(gòu)與相應(yīng)制備技術(shù)，以不斷細(xì)化金屬結(jié)構(gòu)。

此前，盧柯研究員團(tuán)隊(duì)曾利用低能孿晶界在銅中制備納米孿晶結(jié)構(gòu)，使銅的強(qiáng)度提高10倍以上并保持良好導(dǎo)電性。然而，當(dāng)孿晶層片厚度降至約10納米以下時(shí)，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)導(dǎo)致材料軟化，制約了性能進(jìn)一步提升。

盧柯團(tuán)隊(duì)長期致力于金屬材料結(jié)構(gòu)調(diào)控研究。2018年，他們首次發(fā)現(xiàn)當(dāng)納米金屬晶粒尺寸小于70納米時(shí)，晶界能量不升反降，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知。

2020年，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將純銅晶粒細(xì)化至4—5納米，發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N具有三維周期性極小面特征的新型“受限晶體”結(jié)構(gòu)。

在最新研究中，團(tuán)隊(duì)聚焦于平均厚度僅0.7納米（約3—4個(gè)原子層）的界面結(jié)構(gòu)，不僅突破了現(xiàn)有材料理論的認(rèn)知邊界，首次證實(shí)界面過剩能可為負(fù)值，還在Ni-W等其他材料體系中觀察到類似的亞納米“負(fù)能界面”強(qiáng)化效應(yīng)。

目前，相關(guān)合金已進(jìn)入中試階段，有望推動(dòng)我國高精密耐磨部件實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)。