近期,一项重要的金属材料研究取得突破性进展。辽宁材料实验室与中国科学院金属研究所联合研究团队在国际顶级学术期刊《科学》上发表的最新研究成果显示,他们首次在金属中发现了"负能界面"这一新型界面结构。
长期以来,提高金属材料的强度一直是材料科学研究的核心目标之一。传统上,通过细化金属结构至纳米尺度以形成高密度界面是实现强化的主要手段。过去几十年间,全球科研人员持续致力于探索更稳定的界面结构并发展相应的制备技术。
在这一领域,卢柯团队的贡献尤为突出。他们利用低能孪晶界在金属铜中成功实现了纳米孪晶结构,使铜的强度提升了十倍以上,同时保持了良好的导电性。这种强化方法随后被推广到多种合金、半导体和陶瓷材料中。然而,当孪晶层片厚度低于约10纳米时,这些结构往往失去稳定性,导致材料性能下降。

研究团队成员在讨论实验参数
针对这一限制,辽宁材料实验室与中国科学院金属研究所的联合研究团队近期取得了重要突破。他们通过电化学沉积结合非晶化的方法,首次发现了一种比孪晶界更加稳定的界面结构——"负能界面"。
据研究人员介绍,这种新型的"负能界面"平均厚度仅约1纳米,相比传统的孪晶界面展现出更高的稳定性,并达到了材料界面密度的极限。更重要的是,在提升材料强度的同时,这一新机制还显著提高了材料的弹性模量,且适用于多种不同的合金体系。
目前,研究团队已与相关企业展开合作进行中试生产,旨在将这一创新成果应用于提高高精密设备关键部件的耐磨性能。



