Il a constaté un impact matériel sur le concept quasicristallin condensé périodicité translationnelle cristalline. Un quasicristaux a été trouvé, en raison de leur structure particulière et des propriétés d'une pluralité de bôme inspirées par la recherche dans les matériaux et la physique de la matière condensée. Guo crédible par l'Institut Académie chinoise des sciences de l'Institut de recherche en métal a dirigé l'équipe de recherche a fait un certain nombre de réalisations scientifiques influents dans la recherche sur les quasicristaux, les scientifiques israéliens Shechtman pour sa découverte de quasicristaux a reçu le prix Nobel de chimie 2011. Mais la théorie nucléation et la croissance est quasicristaux encore au stade de prototype, le manque de soutien expérimental, de sorte que les mécanismes à l'échelle atomique d'origine reste extrêmement difficile quasi cristallins problèmes scientifiques.
Dislocation non seulement affecte directement la performance d'une série de matériaux physiques, chimiques et mécaniques et autres, mais aussi promouvoir la nucléation hétérogène améliorée des précipités, affectant ainsi la microstructure du matériau et de son évolution, et est donc une importante science des matériaux . Dislocations destruction localisée des atomes de symétrie du cristal dans la pile, les configurations de base de dislocation des atomes incorporés à cinq chaînons, des cycles à sept chaînons, comme corps de base n'existe pas dans le réseau cristallin. amas icosaédriques ayant cinq symétrie de rotation, est une configuration atomique faible énergie. Les chercheurs pensent que lors de la solidification quasicristaux très probablement causée par un amas de métal liquide icosaèdre surfusion évolué.
Récemment, le matériau métallique National Science Shenyang (combiné) partie d'image solide de doctorat de laboratoire Yang atomes Zhiqing chercheurs et arrangement similaire HQ Ye cinq symétrie de rotation entre les deux structures quasi-cristallin entre les amas de dislocations sur la base de l'atome locale de base, en points de nucléation de cristal que possible dans une dislocation des clusters icosaédriques, puis idée induite par la recherche quasicristaux précipitations solides. L'étude a été étudiée en utilisant une transmission à balayage système de microscopie électronique à la structure locale et de l'évolution de la ségrégation alliage binaire Mg-Zn d'atomes de Zn à un noyau de dislocation, précipités ont trouvé à la formation de dislocations ne sont pas MgZn2, la topologie Mg4Zn7-peer fermer emballé phase cristalline, et l'affichage basée sur la structure mosaïque aléatoire quasi-périodique Penrose. New binaires unité structurale de la précipitation de la phase quasi-périodique par 13 composé d'icosaèdre, beaucoup moins que les grappes Bergman (136 atomes de carbone) et les clusters Yb-Cd (158 atomes) quasicristal autre; et on notera en particulier que toutes les phases Mg-Zn deux yuan non cristallins sont connus dans la phase cristalline d'environ quasicristal. noyau de dislocation de ségrégation lors de la première portion d'atomes de Zn dans l'intervalle entre bit adjacent cycle à cinq chaînons est formé le long d'une colonne interstitiel, puis, les atomes du cycle à cinq chaînons relaxation structurale et la recombinaison se produit, générant en des atomes interstitiels colonne centrée chaîne icosaédrique. Empiler la direction axiale sur la portion de chaîne interne icosaédrique quasicristal nouveau adjacente à chacune des cinq 5 Mg d'un atome de Zn ou atomes cycle à cinq chaînons, de préférence cinq présentent une symétrie de rotation. Icosaédriques chaînes adjacentes de 72 ° et quatre prisme plat au moyen d'un prisme hexagonal ou un bord coplanaires, sont environ cinq directions parallèles ensemble épissés de manière aléatoire pour former une phase précipitée ayant un type de quasi-périodique de structures de tuiles de Penrose. structure en mosaïque aléatoire peut optimiser les systèmes de densité d'entropie, de tels Mg-Zn New binaires précipités de structure quasi-périodiques ayant une bonne stabilité thermique, une instabilité structurelle se produit toujours à 340 .
L'étude a révélé non seulement une structure quasi-périodique New binaire composé d'unité structurale ultra-faible, et illustre la liaison entre le mécanisme microscopique locale de défauts cristallins causée par la rupture de symétrie et quasipériodiques défauts cristallins précipités EXPAND la recherche et à la structure de quasi-périodique est formée. La nouvelle structure observée montre cinq symétrie locale, bien que pas encore plus Penrose quasi-cristalline, mais présentent des résultats peut constituer une référence utile pour les trois dimensions révèlent souhaitaient la formation de quasicristaux. microscopie électronique à basse tension études partie des travaux de recherche sur la scène de nucléation structure quasi-périodique dans le Oak Ridge US National Laboratory pour la transition à trois dimensions idéal quasicristaux structure en mosaïque en deux dimensions comme la recherche de Penrose en cours.
étude connexe, publiée dans "Nature - communication." L'étude a été financée par le projet de la Fondation nationale des sciences naturelles fait face à de grands projets, l'Académie chinoise des programmes de recherche en sciences de la frontière.
Figure 1. Après un laminage à froid, le recuit de l'échantillon 300 deg.] C pendant environ 5 minutes dans un des atomes de configuration de base en faute. ac, Mg matrice le long de la axe d'un cristal avec des atomes de Zn de séparer les dislocations cylindriques, dans la partie des atomes octaédrique (la position indiquée par le cercle) former un icosaèdre incomplet; d, e, souche champ autour des dislocations.
Après laminage à froid structure complexe de la Fig. 2., 300 traitement thermique ou traitement de frottement sur la formation des dislocations dans les échantillons précipités sous agitation
3. FIG précipités ayant une taille plus grande classe de structures de tuiles de Penrose. a, laminer à froid la axe tel que vu le long de Mg matrice déposée sur un traitement thermique à 300 deg] C pendant environ 10 minutes, avec des exemples de dislocation;. b, C14 phase Laves unité configuration icosaédrique atomes donneurs; c, la phase précipitée chaîne d'affichage autour de la direction axiale icosaédrique strictement symétrique en rotation configuration atomique cinq pôles icosaédriques, d, Mg matrice le long de la d'axe avec l'échantillon traité à la chaleur pendant 60 minutes a été observée après 340 traitement par friction-malaxage précipités, top flèches pointant droit d'encart répartis sur la circonférence de la tache de diffraction 10; E, des atomes obtenus avec des précipités de Mg matrice le long de l'axe d'une image résolue, afficher un écart important atomes de Zn (par exemple, flèche). La figure marqué dans un motif structural de la phase cristalline C14, C15, Mg4Zn7 et similaires, mais leur taille est généralement pas plus d'une taille de cellule unitaire.
Figure 4. Affichage de précipités de prisme quadrangulaire plate et un agencement régulier de prisme hexagonal (pentagonal représenté en violet) cinq fois à une symétrie de rotation souhaitée chaîne icosaédrique. m représente des éléments de symétrie - le « miroir », est représentatif de la distance entre deux icosaèdre coplanaires adjacentes (~ de 0.45nm), le nombre de division d'or. Le premier chiffre entre parenthèses indique le nombre de prisme quadrangulaire 72 °, le second nombre est le nombre de prisme hexagonal plat.
La figure 5.a, homogène nucléation nucléation C14 Laves affichage de la structure de phase; B, il y a souvent une grande structure de domaine au sein de la nucléation de la phase de précipitation des cristaux et la croissance de l'uniforme, la taille du domaine est beaucoup plus grande que la taille de cellule unitaire de la phase cristalline. En conclusion, la structure du cycle à cinq chaînons dans le noyau de dislocation jouent un rôle important dans la classe Penrose structure en mosaïque aléatoire dans la phase précipitée.
La figure 6.ac, Mg noyau cylindrique bit dynamique structure de la dynamique de simulation de dislocation moléculaire, dans lequel: figures 1-5 indiqué sur la figure b un pilier central des atomes de cycle à cinq chaînons, c la figure esquissée schématiquement atomes de Zn un amas icosaédriques dans la fente, un cycle à cinq chaînons noyau de dislocation; d, octaédriques Mg à l'axe central de la chaîne icosaédrique (pentagonal noir) constituant un prisme quadrangulaire dans la matrice de Mg réseau et une vue schématique d'un prisme hexagonal plat.
