东京大学
东京大学工业科学研究所的研究人员使用电子能量损失光谱学来理解多晶中晶界的局部热行为
学分:东京大学工业科学研究所 多晶是由许多小晶体组成的固体材料
晶体相遇的点称为晶界
GBs很重要，因为它们会影响固体的行为方式
然而，传统的分析技术无法测量千兆比特的纳米级细节
现在，东京大学工业科学研究所的研究人员已经使用电子能量损失光谱学(EELS)来研究加热对钛酸锶(SrTiO 3)GBs的影响
他们的发现发表在《纳米快报》上
GBs影响离子穿过材料的方式，传导和反应热量的方式，以及施加力时的反应方式
因此，它们在决定一种材料是否适合特定用途方面发挥着重要作用
热膨胀系数(CTE)表示材料受热时尺寸的变化
如果GBs周围的情况与大部分材料不同，那么就会形成裂缝
这可能会导致大规模故障，对材料使用的结构或工艺造成严重影响
传统上用于研究局部热膨胀的技术不具备直接测量GBs周围膨胀所需的纳米级分辨率
因此，研究人员使用扫描电子显微镜的EELS来提高分辨率
“我们观察了钛酸锶中两种不同GBs附近的热膨胀——一种是晶粒以36°角相遇
该研究的第一作者廖昆延解释说
“具体来说，我们研究了当温度在100–700℃范围内升高时，CTE如何垂直于这些GBs变化
" 发现垂直于5 GB的CTE是体膨胀的3倍，而垂直于45 GB的只有1倍
大4倍
这些发现提供了直接测量的证据，表明GBs增强了CTE效应，这对于选择特定应用的材料具有重要意义
“除了揭示SrTiO3在不同GBs下热力学性质的变化之外，我们的发现还证明了EELS在提供局部性质的纳米级细节方面的潜力，”研究通讯作者沟口泰哉说
“我们希望我们的研究将提供一种方法来确定一系列不同材料的局部热特性，并帮助从汽车零部件到电子产品的许多产品的选择过程
"
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