「前沿」刘攀团队发表气相脱合金相变机制最新进展

刘攀团队在国际高水平期刊Acta Materialia发表气相脱合金相变机制的最新进展

气相脱合金是制造纳米多孔金属的新兴方法，利用不同金属元素之间的饱和蒸汽压差，选择性地去除前驱体合金中较高蒸气压的组分以制备具有三维双连通结构的纳米多孔金属。与其他脱合金方法相比具有低成本、可收集蒸发成分降低污染、有较广泛适用范围等优势。目前气相脱合金过程中相的形成和孔的演变机制仍是未知。

了解气相脱合金过程中的相变和孔隙形成，对优化纳米多孔金属的微观结构与组成以实现多功能应用至关重要。基于此，该研究报告了以二元γ-CoZn为前驱体合金的气相脱合金形成及演化的多孔结构中间相β-CoZn。研究发现，在脱合金前沿形成的微米级多孔β-CoZn中间相促进了具有中间相的微孔结构的分级纳米多孔α-Co的生长。

结合球差校正扫描透射电子显微镜和能量色散X射线光谱，发现中间相优先形成在前驱体的特定晶面，由锌原子升华产生的空位主要在靠近中间相的前驱体{110}晶面发生扩散。理论计算表明，锌空位在低指数{110}晶面上扩散的能量势垒低于其他晶面，阐明发生在脱合金前沿的反应机制。

这项工作揭示了原子尺度的相变在多孔结构演变中起着关键作用，为气相脱合金的相变提供了深刻的见解，并为通过设计和调节纳米多孔金属的中间相来调整其孔隙结构和组成以实现更广泛的功能化应用提供了一种新的方法。

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