材料基本强化技术的实质是引入各种缺陷（点、线、面、体缺陷）以阻碍位错运动提高材料强度。但这些传统强化技术均使材料塑性、韧性等显著下降，这种强度-塑韧性“倒置”关系已成为制约金属材料发展和应用的主要瓶颈。如何通过调控金属材料的微观组织结构和缺陷来提高其综合性能已成为材料科学领域的重要发展趋势。
近日由我所卢柯院士、卢磊研究员等人完成的“金属材料的纳米孪晶强化”获2014年度辽宁省自然科学一等奖。该项目在国际上率先提出“纳米孪晶强化”的概念，在纯铜中成功制备出高密度纳米孪晶结构，发现纳米孪晶金属具有高强度的同时还具有优异的综合力学性能、物理性能和使役行为，揭示了纳米孪晶结构材料的独特强化机制及变形机理。
作为一种全新的材料强化途径，纳米孪晶强化具有以下特点：1）孪晶与基体间具有晶体学共格界面关系；孪晶界面具有良好的热稳定性和机械稳定性；其结构特征尺寸在纳米量级；2）纳米尺度孪晶界面不仅能有效地阻碍位错运动（强化），同时也可作为位错滑移面容纳位错累积，获得塑性和加工硬化性；3）纳米孪晶结构在提高材料强度的同时，保持了良好的塑性、加工硬化能力，同时提高了疲劳强度、抗裂纹扩展能力，突破了传统强化技术导致的性能“倒置”关系。纳米孪晶材料已成为国际材料领域的研究热点之一，纳米孪晶强化被国际上公认为是一种强化材料的新途径。
新闻来源：中科院金属研究所
