Термическую стабильность нанокристаллов меди можно значительно улучшить за счет быстрого нагрева.

Ли Сюян и др. обнаружили, что двойники отжига могут быть введены в нанокристаллическую медь путем быстрого нагрева, чтобы достичь «термической релаксации» границы нанокристаллических зерен и улучшить термическую стабильность нанокристаллов. Результаты были опубликованы 24 апреля в Science Advances, дочерней компании Science .

Обнаружено, что термический релаксационный метод повышения стабильности нанокристаллов может быть использован для повышения стабильности субмикронных и нанокристаллов, полученных интенсивной пластической деформацией, что имеет большое значение для разработки высокостабильных наноматериалов и применения нанокристаллов.

Основываясь на эффекте Киссинджера, исследователи предположили, что увеличение скорости нагрева приведет к увеличению температуры роста зерна, не влияя на температуру роста двойников. Таким образом, быстрое нагревание может не только предотвратить рост зерна, но и привести к появлению двойников роста. Размер зерна около 80 нанометров быстро нагревали до 523 открытий со скоростью 160 К (открытое) / мин в течение 15 минут, а затем охлаждали. Размер зерен материала существенно не изменился, а количество двойников значительно увеличилось. Подобно двойникам деформации, эти двойники роста могут релаксировать границы зерен и повышать термическую стабильность нанокристаллов. После термообработки температура роста нанокристаллов повышалась снизу. 393 кельвина выше 773 кельвина.

В настоящее время обычно используется метод сильной пластической деформации, такой как канал, такой как экструзия, процесс пакетной прокатки для получения чистого металла, размер зерна обычно находится в субмикронном масштабе, трудно запустить механизм релаксации границ зерен в процесс, такие как сильная пластическая деформация подготовки размера зерна чистой меди в 100 ~ 200 нм, плохая стабильность, рост зерна намного ниже, чем температура крупного зерна.

В последние годы Мастерская нанометров-металлистов Шэньянского национального исследовательского центра материаловедения провела систематические исследования стабильности нанометровых металлов. В 2018 году они обнаружили влияние аномального размера зерен на термическую стабильность нанокристаллов в чистой меди и алюминии. В 2019 году их исследование показало, что, хотя внутренний механизм миграции границ зерен при нагревании отличается, механическая стабильность нанокристаллов под напряжением также имеет этот эффект аномального размера зерна.