科学家研制出仿调幅分解结构合金

       科技日报记者从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉，该中心金海军研究员团队将脱合金与电沉积相结合，在完全互溶且热力学稳定不易分解的铜—金合金体系中，构筑出类似于调幅分解产生的纳米结构，形成了仿调幅分解结构合金或人工调幅合金。这一新型纳米金属材料具有接近理论值的高强度，同时表现出粗晶材料的塑性变形特征，为材料的强韧化和功能化设计提供了新思路。相关研究成果近日发表于《美国科学院院报》。

       据介绍，该团队利用脱合金腐蚀将铜—金固溶体中铜（或银—金固溶体中银）选择性溶解，促使未溶解金原子自组装形成纳米多孔金，再用电化学沉积将铜回填入纳米孔，形成全致密仿调幅分解结构铜/金合金。

       “新材料保留了前驱体合金的粗大晶粒，其晶内由同为面心立方结构、晶体取向一致、且在纳米尺寸互相贯通的铜—金两相构成。”团队成员介绍，该材料两相间呈三维空间连续、弯曲的半共格界面，相界上规则地排列着高密度的失配位错，两相特征结构尺寸可在纳米至亚微米区间变化。

       和多层膜等纳米材料在较高临界尺寸以下即发生软化不同，仿调幅分解结构铜/金合金的强度随尺寸减小而持续升高，直至接近其理论强度。更有趣的是，随着特征尺寸细化至50纳米以下，其塑性变形也从传统复合材料向单相材料变形方式转变。

       在此临界尺寸以下，新材料在具有纳米材料高强度的同时，也具备了单相粗晶材料的变形行为特征，展现出综合力学和物理性能优化的巨大空间。