层状金属结构材料原子尺度界面结构与性能

通常纳米晶金属材料晶界上原子呈无序排列,晶界能高,因此纳米晶金属材料的热稳定性很差。研究发现通过界面调制作用制备纳米多层复合金属材料能够显著提高材料的热稳定性以及力学和抗辐照损伤等综合性能。本文综述了通过叠加轧制法制备得到的多层Cu-Nb复合板材的界面结构与性能。由于材料内部高密度半共格界面的调控作用,此层状材料具有优异的热稳定性和抗辐照损伤性能。例如,经500℃退火1 h此层状材料硬度基本不变。同时,本文对退火引起的层状材料的结构和力学性能演化机理做了系统分析。此外,辐照研究发现当辐照剂量低时,界面的局部高能区域为空洞形核提供了有效位点;当辐照剂量高时,界面可以显著抑制空洞的生长并调控空洞分布特征。此结果为通过合理设计界面结构使材料同时实现高热稳定性,高耐辐照和优异的力学性能提供了依据。