مواد فوق العاده دانه دار (UFG) با اندازه های بسیار کوچک دانه های خود مشخص می شوند، به طور معمول کمتر از 1 میکرومتر، این مواد ویژگی های مکانیکی قابل توجه مانند افزایش قدرت و سختی را نشان می دهند، با این حال، منطقه بالای دانه آنها آنها را مستعد رشد دانه می کند، که می تواند این خواص را در طول زمان کاهش دهد.

درک ثبات دانه های دانه

مرزهای دانه رابط هایی هستند که در آن کریستال های جهت گیری های مختلف با آن مواجه می شوند.در مواد UFG، حجم زیادی از این مرزها بر خواص کلی تأثیر می گذارد. پایداری این مرزها به مقاومت آنها در برابر مهاجرت و زغال سنگ اشاره می کند که می تواند منجر به رشد دانه شود.

استراتژی های برای افزایش ثبات

  • همه چیز: اضافه کردن عناصر آلیاژی مانند Nb، Mo یا Ti می تواند به مرزهای دانه، کاهش انرژی و تحرک خود را.
  • ذرات فاز دوم: پراکنده ذرات پایدار در داخل ماتریس می تواند مرزهای دانه را، جلوگیری از حرکت آنها در طول قرار گرفتن در معرض حرارتی.
  • درمان های هورمونی: کنترل کننده می تواند ویژگی های مرزی را بهینه سازی کند، کاهش تمایل به رشد دانه.
  • پوشش های سر و صدا: [FLT 1] اعمال پوشش های محافظ می تواند مهاجرت مرزی را با ایجاد یک مانع از انتشار اتمی مهار کند.
  • تغییر شکل پلاستیک تکنیک هایی مانند فشار زاویه ای برابر کانال (ECAP) یا فشار بالا (HPT) می توانند دانه ها را اصلاح و مرزهای خود را از طریق ساختارهای نقص تثبیت کنند.

پیشرفت های اخیر و مسیرهای آینده

تحقیقات اخیر بر روی نانو پیش بینی ها و سیستم های آلیاژی پیچیده تمرکز می کند که ثبات مرزی را بدون انعطاف پذیری، تکنیک های پیشرفته کاراکترسازی، مانند انتقال میکروستکس الکترون (TEM)، کمک در درک شیمی و ساختار مرزی، جهت های آینده شامل طراحی آلیاژهای چند جزء و بررسی روش های پردازش جدید برای دستیابی به مرزهای دانه ای فوق العاده قابل تنظیم برای کاربردهای با کارایی بالا است.