元素百科为您介绍纳米金属稳定性研究取得的重要进展。沈阳材料科学国家研究中心（依托中国科学院金属研究所）“万人计划”科学家工作室院士、李秀燕研究员、中国科技大学材料学院研究生周欣在纳米金属稳定性研究方面取得了重要进展。
据报道，金属晶粒细化到纳米尺寸可以大大提高其强度和硬度，但由于引入了大量的晶体边界，纳米金属材料的结构稳定性较低，晶体生长趋势明显。在一些纳米金属中，如纯铜中，纳米颗粒甚至在室温下生长。
“这种固有的不稳定性一方面给纳米金属材料的制备带来了困难，另一方面也限制了纳米金属的实际应用，”李告诉记者
对于塑性变形制备的纳米晶体，其明显的不稳定性只发生在一定的晶粒尺寸范围内，然后随着晶粒尺寸的降低，其稳定性不降反升。卢克团队发现，不到70纳米晶粒稳定性的增加来自晶界能的自发降低。在塑性变形过程中，晶界可以自发地从0.52焦/平方米降低到0.23～0.27焦/平方米，这种现象与在这个尺寸下不能弓出全位错，晶界通过释放不全位错容纳变形有关。“不全位错的释放改变了晶界的结构，使其向低能状态转变。李秀艳说。
研究还证实，纳米晶体的异常稳定性不仅发生在纯铜等中低层错能金属中，也发生在高层错能纯镍中。卢克指出：“超高稳定性纳米晶体的发现不仅对我们了解纳米晶体的变形机制和纳米尺寸下晶体边界的行为非常重要，而且也显示了高温使用纳米晶体的可能性。”
