2月10日晚,“材行方寸间”铝硅合金微观探究团队根据实验结果分析总结,针对合金中五重孪晶的形核机理,查阅了大量资料,根据实验现象与资料进行进一步分析与推断,为后续实验的改善提供依据。
“材行方寸间”团队根据初步实验做出推测,进行二次实验后结果并不理想,团队发现加入微量合金元素的硅铝合金在处理后,其内部初生硅形貌仍为五重孪晶,并没有得到预期的结果,团队在此基础上研究推断该现象与五重孪晶的形成机理与特性有关,按照此推测方向查阅了大量相关资料。首先五重孪晶基于其特殊的晶体对称结构,其本身就拥有十分优异的特性。它们不仅能够提高材料的硬度、强度等力学性能,还能够改善材料的电学、光学、催化等物理和化学性能。
对于五重孪晶的形成机理,中国科学院助理研究员周刚等人近期取得重大成果,在原子尺度揭示了两种五重孪晶的形成机理,首先是纳米颗粒的聚集生长过程中,纳米颗粒可以通过颗粒间的取向粘附形成起始的两个孪晶界面,随后一是通过取向粘附、原子表面扩散以及随后的高能晶界的形成和分解形成较为对称的五重孪晶结构;二是通过取向粘附和不全位错的滑移或晶界分解,当取向粘附过程形成的凹面夹角为~150°时,通过在表层原子中不全位错的滑移或Σ9晶界的分解即可实现五重孪晶的形成,此机理主要形成不对称的五重孪晶结构。
团队成员对实验现象提出合理的推断并深入分析,寻根问底,查阅大量资料后对于高纯铝五重孪晶结构有了更深入的认识,并得出了可能的结论,为后续实验的开展进行确定了方向。

<Oriented attachment induces fivefold twins by forming and decomposing high-energy grain boundaries> Miao Song Gang Zhou Ning Lu