中国科学出版社 信用:CC0公共领域 纳米晶粒金属和合金的晶粒尺寸小于100纳米，表现出极高的强度和高延展性，具有优异的机械性能
然而，纳米颗粒材料具有大量的晶界，因此具有高的总晶界能
在高于临界温度的温度下，纳米颗粒材料中的颗粒会自发生长以降低晶界能，从而导致材料的热不稳定性
提高热稳定性的常用方法是通过晶界能分离，这在热力学上降低了晶界能，并在动力学上限制了晶界的运动，从而提高了再结晶的临界温度
然而，机械应力在热稳定性中的作用尚未得到系统的研究
《科学·中国物理、力学和天文学》杂志最近发表了一篇题为“纳米晶多晶合金中的晶界偏聚和弛豫”的论文，通过分析研究化学浓度和机械应力下晶界和晶界之间的三种耦合行为，系统地研究了纳米晶合金的热稳定性
这三种耦合行为是:1)晶界应力与晶界应力的耦合，2)晶界偏聚，3)集中与应力的耦合
最后，提出了纳米晶合金热稳定性的新热力学判据，表明应力在其中起着极其重要的作用
作者是上海大学材料基因组研究所的-易、高和
热能分为机械能和化学能，两者相互耦合
机械能分析考虑了晶界本征应力和由晶界偏聚引起的本征应变，发展了一种求解本征应力和本征应变耦合问题的混合网格方法
化学热力学分析考虑了纯元素在晶界和晶粒中化学势的差异，因此提出了广义的麦克林吸附等温线，它自然包括应力项
基于这三种相干耦合效应，提出了一种新的纳米晶合金热稳定性判据，并用纳米晶多晶合金与其单晶合金之间的摩尔自由能差进行定量和解析表达
摩尔自由能的正负差异表明纳米晶合金是热不稳定或稳定的
以Ni1-xMox二元合金为例，用图形说明理论结果和分析判据中各参数的作用
本研究表明应力在纳米晶合金的热稳定性中起着至关重要的作用
任何不考虑内应力的标准都会部分地评估纳米晶合金的热稳定性
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