中国科学院金属研究所卢柯

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中国科学院金属研究所卢柯院士荣获美国TMS学会(矿物、金属和材料学会)2022年度富兰克林·梅尔奖。近日，应该奖组织方邀请，卢柯院士发表了题为“极细多晶金属中的一种新型亚稳结构：受限晶体（Schwarz crystal）”的梅尔奖讲座论文，刊于近期出版的TMS学会《冶金与材料会刊A》上。

图1. 纳米结构金属稳定化途径示意图

　　该讲座论文系统介绍了一种新型亚稳结构——受限晶体。大多数金属是多晶体，由晶粒和晶界组成。晶界在热力学上不稳定，在受热或受力情况下，多晶金属往往会出现晶粒长大以减少晶界，或者在晶粒极细时形成亚稳的非晶态固体（亦称为玻璃态）。2020年，卢柯院士研究团队发现，当面心立方金属和合金（如铜、铝等）晶粒尺寸降低至几纳米时，多晶体会形成一种新型亚稳结构—受限晶体结构（Schwarz crystal），其晶界网络演化成受孪晶界约束的三维周期性极小界面结构。这种结构具有极高的热稳定性和力学稳定性，在熔点以下不发生晶粒长大，其强度接近理论强度。此外，受限晶体还能有效抑制原子扩散主导的金属间化合物析出、调幅分解和熔化等动力学过程。论文对这一新型亚稳结构的研究和发展进行了展望评述。
　　富兰克林·梅尔奖设立于1921年，以纪念著名冶金学家罗伯特·富兰克林·梅尔教授，颁发给在国际材料科学与工程领域做出突出贡献并具有杰出学术领导力的科学家。该奖项每年在全世界范围内评选一人，是国际材料领域最具影响力的国际学术奖励之一。卢柯院士因在纳米金属材料研究方面的杰出成就成为该奖项第101位获奖者。此前，著名材料物理学家葛庭燧院士是我国唯一获此奖项的科学家。