中国科技网·科技日报沈阳5月8日电（记者 郝晓明） 纳米金属材料是指其晶粒尺寸小于100纳米的金属材料，因其独特的结构特征以及优异的理化及力学性能，能够提高材料的综合性能。日前，由沈阳材料科学国家研究中心、“万人计划”科学家工作室卢柯院士、李秀艳研究员及其指导的研究生周鑫在研究中发现了超高稳定性纳米晶，这为我国发展高温条件下使用纳米晶材料提供研究依据，也为我国发展新一代高性能材料创造条件。5月4日，该研究成果在Science杂志在线发表。

“超高稳定性纳米晶的发现，对于纳米晶的变形机制以及晶界在纳米尺寸下的行为非常重要，同时也展示出发展高温使用的纳米晶的可能性。”中国科学院沈阳金属研究所相关负责人介绍，因纳米材料具有独特的结构特征以及一系列优异的理化及力学性能，能够大幅提高材料的综合性能。

在一些纳米金属如纯铜中，纳米晶粒在室温条件下即可发生长大，这种固有的不稳定性，一方面给纳米金属材料的制备带来困难，另一方面也限制了纳米金属的实际应用。据介绍，金属晶粒细化至纳米尺寸后，可以大幅度提高其强度和硬度，但由于引入了大量的晶界，纳米金属材料的结构稳定性变低，晶粒长大倾向明显。

课题组通过多次试验，发现了对于塑性变形制备的纳米晶，其显著不稳定是在一定的晶粒尺寸范围内发生的，之后会随着晶粒尺寸的降低，使其稳定性不降反升。据介绍，对于纯铜而言，尺寸为70nm的晶粒在413K退火30分钟后即可发生显著长大，这远远低于粗晶铜的再结晶温度；而低于70nm时，纯铜会随着晶粒尺寸的一步步减小，纳米晶的稳定性反而有所上升，尺寸为30nm的晶粒，其显著长大温度甚至高达600K以上。

研究中还发现，低于70nm时晶粒的稳定性会升高，主要是因为晶界能够自发的降低，而发生这一现象主要是因为不全位错的释放改变了晶界的结构，使之向低能状态转变。据悉，纳米晶这一反常稳定性能，不仅在纯铜这样的中低层错能金属中发生，在高层错能如纯镍中也同样存在，其中尺寸为15nm左右的纯镍晶粒显著长大温度远高于粗晶镍的再结晶温度。

目前，该项目的研究已得到科技部纳米科技重点专项和国家自然基金的资助。