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隐藏在金属内部的秘密原子图案被发现
什么时候金属合金根据传统智慧，在制造过程中进行加工时，组合元素的原子会随机混合在一起——但新的研究挑战了这种想法，揭示了持续存在的隐藏原子模式。
这项研究是麻省理工学院 （MIT） 研究人员的工作，它有望开辟在制造过程中控制金属性能的新方法
最近实验室研究有识别出细微的模式在金属合金中可以调整以增强材料的性能，包括机械强度、耐用性和辐射耐受性.这项新研究在模拟中揭示了这些模式以及一些新模式是如何出现的，即使在经过严格处理后仍会持续存在。
“这是第一篇显示这些保留在金属中的非平衡状态的论文，”说麻省理工学院材料科学家罗德里戈·弗雷塔斯。
“目前，这种化学秩序不是我们在制造金属时控制或关注的东西。”
如果您还不熟悉金属合金的物理学，那么理解新发现有点棘手，但化学短程秩序（SRO公司）研究人员在这项研究中看到的安排是原子落入在金属合金中。
该团队运行了详细的计算机模拟，以跟踪数百万个原子在铬、钴和镍合金(铬镍)在制造中常见的剧烈变形过程中，特别是快速冷却和大量拉伸。
首先，研究人员看到了熟悉的原子模式，但预计在这种模式之后不会仍然完好无损快速变形.其次，他们发现了全新的模式，他们称之为“远离平衡状态”。
模型显示，对于这些状态的生存至关重要的是形成的缺陷（或位错）晶体结构金属被加热、冷却或拉伸时。它们几乎就像原子级的涂鸦，它们帮助金属承受施加在其上的压力。
在此之前，人们认为变形和随后的缺陷运动几乎消除了 SRO，但研究人员运行的模型表明，原子实际上以一定的可预测性洗牌。
“这些缺陷具有指导它们移动方式的化学偏好。他们寻找低能量途径，因此如果在断裂化学键之间做出选择，他们往往会断裂最弱的键，而且这并不是完全随机的。说弗雷塔斯。
“这非常令人兴奋，因为它是一种非平衡状态：它不是你在材料中自然存在的东西。”
换句话说，这些新发现的模式只是因为制造工艺.然后，它们反过来又会影响金属的各种特性——这是未来的研究可以开始更详细地研究的东西。
虽然这里涉及的物理学相当高层次，但这意味着我们可以以以前从未考虑过的方式微调金属合金的性能，适用于从核反应堆到的所有内容到航天器——因为它们的原子拒绝被完全洗牌。
“结论是：你永远无法完全随机化金属中的原子。你如何处理它并不重要。说弗雷塔斯。
“事实上，你无法将某些东西完全混合在一起，人们没有预见到这种情况的到来。”
该研究已发表在自然通讯.
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