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在原子尺度上跟蹤晶界滑動(dòng)取得新突破

晶界（GB）是分離不同晶體取向的晶粒的界面。當(dāng)相鄰的兩個(gè)晶粒發(fā)生平行于邊界面的相對(duì)位移時(shí)，GB 發(fā)生滑動(dòng)。近年來，GB 滑動(dòng)在納米晶金屬的塑性變形和晶粒尺寸穩(wěn)定研究中受到了廣泛的關(guān)注。雖然利用各種原位和非原位試驗(yàn)技術(shù)對(duì)GB 介導(dǎo)的變形進(jìn)行了研究，但GB 滑移所采用的原子尺度過程仍不清楚，這主要是因?yàn)槿狈χ苯拥母叻直媛试囼?yàn)觀測(cè)。

在過去的幾年中，原位原子分辨試驗(yàn)取得了迅速的進(jìn)展。然而，與一般GB 變形相關(guān)的原子尺度過程還沒有明確的解決，主要是因?yàn)樵贕B 變形過程中跟蹤原子運(yùn)動(dòng)是極其困難的。

鑒于此，北京工業(yè)大學(xué)韓曉東教授、佐治亞理工學(xué)院朱廷教授和浙江大學(xué)張澤院士合作使用像差校正的原位電子顯微鏡觀察在應(yīng)變過程中的鉑晶界，以揭示在鉑雙晶中的一般傾斜GB 中如何實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)主導(dǎo)變形。他們觀察到沿GB 的直接原子尺度滑動(dòng)或在邊界平面上的原子轉(zhuǎn)移滑動(dòng)。后一種滑動(dòng)過程是由使GB 原子能夠傳輸?shù)臄嚅_運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)的，導(dǎo)致以前無法識(shí)別的耦合GB 滑動(dòng)和原子平面轉(zhuǎn)移的模式。這些結(jié)果使人們能夠在原子尺度上理解一般GBs 如何在多晶材料中滑動(dòng)。

該研究結(jié)果清楚地顯示了一般GB 在低溫下是如何滑動(dòng)的，并且沒有（或很少）伴隨GB 遷移。這項(xiàng)工作展示了利用原位原子分辨率TEM 試驗(yàn)來理解多晶材料中界面介導(dǎo)的變形和失效機(jī)制的巨大潛力，并為試驗(yàn)和原子建模之間的高分辨率聯(lián)合提供了新的機(jī)會(huì)。……