溶质共偏析纳米晶铜

晶界热稳定性协同增强

通过Zr-Cr共偏析同时提升晶界热稳定性与断裂强度，解决纳米晶金属晶界失稳问题。

Yanyan, Shi · Alshammari, Dalal T. · Lei, Chao · Thabet, Hamdy K. · 薛红涛 · 汤富领

Advanced Composites and Hybrid Materials 2024

技术优势

协同稳定晶界

Zr与Cr的共偏析比任一元素单独偏析都更显著降低晶界能，从而抑制晶粒长大。

兼顾断裂强度

Zr-Cr共偏析在提高热稳定性的同时，也提升了晶界断裂强度，避免了以往稳定化处理带来的脆化问题。

先筛选后实验

计算排除了无偏析倾向的Cr和Co，并指出Zr能诱导这两种元素偏析，可为合金成分设计省去大量试错。

应用场景

• 纳米晶金属：提供稳定纳米晶铜合金的晶界设计方案，抑制晶粒粗化。
• 晶界工程：指导选择共偏析溶质组合来调控晶界性能。
• 金属基复合材料：为铜基复合材料设计晶界强化相，提高热稳定性。
• 结构材料：开发兼具高强度与热稳定性的纳米晶结构材料。