材料研究学报

作者：姜水淼, 明开胜, 郑士建

单位：1.河北工业大学材料科学与工程学院 天津 3004012.天津市材料层状复合与界面控制技术重点实验室 天津 300401

关键词：评述,材料科学基础学科,晶界偏析,界面相,纳米晶金属材料,热稳定性,力学性能

基金：国家自然科学基金(51771201);国家自然科学基金(52071124);河北省自然科学基金(E2021202135);天津市自然科学基金(20JCZDJC00440);东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室开发课题(2020RALKFKT002)

介绍晶界偏析理论并总结了三种经典平衡偏析理论模型，简述晶界偏析工程理论和晶界偏析对材料力学性能的影响、讨论晶界偏析与界面相的关系并详细阐述了“界面相”。根据原子尺度界面结构特征将界面相分为六类，介绍了由晶界热力学决定的界面相转变。界面相转变后在晶界处形成新结构，而新界面结构根据其不同性质既可能提高材料性能，也可能产生不利的影响。晶界处的Ⅵ型界面相(如非晶晶间膜)抑制裂纹形核和降低晶界损伤，而削弱晶界处原子键强度的Ⅱ型界面相和Ⅲ型界面相(如Ni合金晶界处成分为Bi的双原子层界面相)产生晶界脆化。同时，纳米晶金属材料的强度高但是热稳定性和塑性较差，一直是研究的热点。界面相使晶界能显著降低和钉扎晶界而优于晶界偏析，因此界面相能显著提高纳米晶金属材料的热稳定性。而非晶晶间膜(Ⅵ型界面相)作为位错的形核点和吸收体，可提高纳米材料的延展性。同时，非晶晶间膜能提高晶界抗剪切能力，抑制纳米晶金属材料的晶粒滑动和旋转，从而进一步提高纳米晶金属材料的强塑性。最后，总结了晶界偏析和界面相对材料性能的调控并展望了以后的发展。

来源：2023年第5期

《材料研究学报》期刊编辑部

查看材料研究学报杂志2023年第5期