La estabilidad térmica de los nanocristales de cobre se puede mejorar enormemente mediante un calentamiento rápido.

Li Xiuyan y col. descubrieron que los gemelos recocidos podían introducirse en cobre nanocristalino mediante un calentamiento rápido, para lograr una \"relajación térmica \" del límite de grano nanocristalino y mejorar la estabilidad térmica del nanocristalino. Los resultados se publicaron el 24 de abril en Science Advances, una subsidiaria de Science. .

Se encuentra que el método de relajación térmica para aumentar la estabilidad de los nanocristales se puede utilizar para mejorar la estabilidad de los nanocristales y submicrones obtenidos por deformación plástica severa, lo cual es de gran importancia para el desarrollo de nanomateriales altamente estables y la aplicación de nanocristales.

Con base en el efecto Kissinger, los investigadores propusieron que el aumento de la tasa de calentamiento aumentaría la temperatura de crecimiento del grano sin afectar la temperatura de crecimiento de los gemelos. Por lo tanto, el calentamiento rápido no solo puede evitar el crecimiento de los granos, sino también producir gemelos de crecimiento. Se calentó rápidamente un tamaño de grano de aproximadamente 80 nanómetros hasta 523 ° C (abierto) / min durante 15 minutos y luego se enfrió. El tamaño de grano del material no cambió significativamente, mientras que el número de gemelos aumentó significativamente. Al igual que los gemelos de deformación, estos gemelos de crecimiento pueden relajar los límites de los granos y mejorar la estabilidad térmica de los nanocristales. Después del tratamiento térmico, la temperatura de crecimiento de los nanocristales aumentó desde abajo 393 kelvin por encima de 773 kelvin.

En la actualidad, el método comúnmente utilizado de deformación plástica severa, como el canal como la extrusión, el proceso de laminado de paquetes de la preparación de metal puro, el tamaño de grano generalmente está en la escala submicrónica, es difícil iniciar el mecanismo de relajación del límite de grano en el proceso, como la deformación plástica severa de la preparación de tamaño de grano de cobre puro en 100 ~ 200 nm, mala estabilidad, el crecimiento del grano es mucho más bajo que la temperatura del grano grueso.

En los últimos años, el Taller de Científicos de Nanómetros de Metales del Centro Nacional de Investigación de Ciencia de Materiales de Shenyang ha llevado a cabo una investigación sistemática sobre la estabilidad de los metales nanométricos. En 2018, encontraron efectos anómalos del tamaño de grano en la estabilidad térmica de los nanocristales en cobre puro y aluminio. En 2019, su estudio encontró que aunque el mecanismo intrínseco de la migración del límite de grano bajo calentamiento es diferente, la estabilidad mecánica de los nanocristales bajo estrés también tiene este efecto de tamaño de grano anómalo.