金属纳米晶的稳定相及其晶粒长大的热力学和动力学研究

本项目以金属纳米晶体的相变热力学特性和稳定相晶粒长大的热力学决定因素为研究对象。在全面考虑内界面、纳米尺度晶粒以及两者交互作用的基础上，建立描述整个纳米晶体热力学状态及相变特性的理论模型，由此确定纳米晶中相形成及稳定存在的热力学及临界尺寸条件。进一步，定量分析纳米晶体的能量和结构因素对晶粒长大驱动力及晶界迁移率的影响，发展纳米晶粒长大的热力学理论。将此理论与材料模型化及可视化的三维Monte-Carlo仿真技术相耦合，应用材料和工艺的实际参数，由多个阶段、多种条件下的晶粒长大过程的"计算机仿真实验"，给出纳米晶粒长大动力学规律及热力学影响因素的定量预测。利用放电等离子烧结(SPS)的技术优势，制备出符合理论研究条件的几种金属纳米晶体，通过实验与计算机仿真预测结果的比较，检验和修正理论模型。本研究可为获得具有一定晶体结构和性能的相及其保持纳米尺度晶粒组织的稳定性提供科学指导。