10月6日，世界頂級學術刊物“Science”在線刊登了題為《Segregation induced ordered Bi superstructures in a Ni-Bialloy》(鉍原子在鎳大角度非共格普通晶界上偏析形成超結構)的研究成果，突破了傳統物理冶金界對普通晶界結構的認知，首次指出普通晶界可以存在有序超結構，是“可以寫進教科書”的發現。

Ni-Bi體系中的原子尺度偏析誘導的超結構

在Ni中摻雜Bi的的晶界面

發現

金屬和陶瓷大多數是多晶體材料，一般來說，這些材料的屬性性能取決于其多晶晶界的成分和結構。晶界指的是相鄰晶體之間的界面。一直以來，對晶界結構的解析大多基于簡單的模型體系——“特殊”晶界，亦被稱為小角度或高對稱晶界。然而，作為工程材料界面的主體且更具有代表性的“普通”晶界，由于研究難度大，科學界對其的原子結構知之甚少。

而根據對于“特殊”晶界的研究結果，傳統的觀點認為：由于構成普通晶界的兩個晶粒沒有共格關系，偏析原子在晶界中不能夠存在有序性。該研究成果顛覆了這一傳統觀點，首次指出普通晶界可以像“特殊”晶界一樣，存在有序超結構。

意義

那么，這一發現有什么用呢？學術界認為，它豐富了傳統物理冶金對普通晶界原子結構的基本認識，被認為是一個“可以寫進教科書的發現”。南方科技大學張文清教授評價說，它突破了晶界的傳統觀點，對建立普適性的晶界理論具有非常重要的意義。

雖然現在談論成果的運用還為時過早，但是，應該可以這么說，該發現在原子尺度上解析晶界結構，有助于人們理解晶界偏聚與材料性能的關聯，比如，我們可以通過選擇良性添加劑和去除有害晶界雜質來提高材料性能。

通俗地說，研究團隊所做的晶界結構解析相當于給材料做B超，他們的B超是“透射電鏡”。不過，普通晶界由于其取向隨機等特性，使得透射電鏡的實驗觀察和解析比起B超要困難太多。業界認為，該研究成果獲得的關鍵之一，在于“展示了精湛的透射電鏡技巧”。

當然，也不能僅用技巧來詮釋獲得這一重大發現的過程。研究論文的第一作者，廈門理工學院喻志陽博士說，這項成果歷時5年，是從20G數據、1萬余張電鏡照片的海量信息中提取出有用信息，經過無數次模型試驗后取得的成果。

參考來源：廈門日報 等

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