本报讯（记者温才妃 通讯员张小晴）近日，万博体育bet 教授操振华团队等研究出同时提高纳米结构金属材料强度、塑性和导电性的新方法，这一全新结构设计还可有效推广到其他金属体系。相关成果近日发表于《材料学报》。

金属材料通常具有优异的强度、塑性以及导电性，但是这三种性能之间互相排斥，难以兼得。如何同时提高金属材料的三种性能，消减性能之间的制约，一直以来是金属材料领域的研究难点。

研究团队以纳米金属铜为研究对象，采用“由下而上”方法，即利用直流磁控溅射技术，在金属铜膜中引入超薄的金属钽层，尺寸近于晶界的厚度，起到类似“人工晶界”的作用。通过调节钽层的间距，从而获得具有梯度晶粒与等尺寸晶粒的两种层状结构金属复合薄膜。研究人员采用纳米压痕与原位压缩测试力学特性，结果发现，金属复合薄膜的屈服强度和均匀塑性应变最高分别达到1吉帕和70%。

该团队与南京大学、美国普渡大学等合作，成功设计出兼具高强度与高塑性的纳米结构金属材料，同时发现梯度晶粒金属展现出硬化指数为1的线性应变硬化行为。

为进一步揭示材料强化的内部机制，操振华用大规模分子动力学模拟研究了其塑性变形过程。由于该金属薄膜的表面为大晶粒尺寸，约280纳米，远远大于金属铜电子散射自由程（39纳米），可以预见该薄膜表面具有良好导电性。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.04.061