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准单晶研究现状

2012-04-24 09:16

在武汉大学从事准晶研究并获得博士学位的邸炎发博士，在美国橡树岭国家实验室用扫描透射电子显微镜的Z 衬度技术直接观测了十次准晶的原子结构，证实了十次准晶的结构的确可用-个十棱柱单胞（原子团簇）通过有重迭的覆盖来描述，并得到了更准确的原子团簇的结构模型。娜炎发博士进一步在此基础上提出了准晶生长的模型：在已生成的原子团簇中就已经存在其近邻原子团簇的-部分，即两团簇重迭的部分。它们可作为长出新的原子团簇的核，视生长条件最后得到具有长程序的完整的或有缺陷的十次准晶，或其近似相。

　　4 准晶力学性能研究进展

　　准晶力学性能研究进展有三方面：对准晶高温塑性形变微观机制的认识不断深入。笔者的大会邀请报告着重阐述了位错滑移及其留下的相位子墙在高温通过原子扩散而展宽并最后消失这-机制。报告引起与会者极大兴趣，特别是五十年代研究晶体塑性形变微观机制的老前辈、德国马· 普金属研究所退休教授A ·Segcr，对此问题表现出极大的兴趣。研究对象不断扩宽。过去以制备出了单晶的A l -P d -Mn 二十面体准晶为主要研究对象，此次会议的论文则涉及AI-Cu-F e 二十面体准晶多晶，Zn60 Mg30 RE10二十面体准晶单晶，以及A I-C o-N i 十次准晶单晶的力学性能和形变机制。理论研究更为深人。关于准晶形变过程的分子动力学模拟，过去研究二维准晶，现已扩展到三维的二十面体准晶，涉及150万个原子。H e nl ey 等基于无规拼砌模型和原子对势，理论计算了二十面体准晶涉及相位子位移的弹性常数K1 和K2及其随温度的变化，并理论计算了涉及相位子位移与声子位移祸合的弹性常数R ，发现R 比K 1和K2 要小一个量级。

　　5 准晶应用领域进一步拓宽

　　本届会议开幕式后的两个大会邀请报告都是有关准晶应用的。法国Dubois教授介绍了已投人市场的两类新产品：准晶析出强化钢和低磨擦准晶涂层。日本井上教授介绍了AL基和Z r 基纳米准晶高强度合金。他据此已获来自产业部门的1 亿日元的科研经费。美国能源部资助的Ames国家实验室的准晶项目也正是利用准晶的耐腐蚀、低磨擦系数、低表面能和低界面能等特性探索准晶材料作为表面涂层在高技术领域的应用。

　　6 感想

　　从1984年冬开始的准晶研究，前十年中国曾为四强（美国、日本、法国和中国）之一。近五年因投人大幅度减少，准晶研究工作者大批转向，准晶研究成果锐减。反之，德国科学基金会则正在执行准晶研究重大项目，加之德国学术界基础研究根底深厚，又注重发挥各自的长处开展合作研究，导致准晶研究在德国一片兴旺，在准晶结构测定与描述、准晶力学性能等领域处于国际领先地位。

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