中國科學院金屬研究所的李閣平課題組在IVB族金屬(鈦、鋯、鉿)的相變研究中取得了重要進展。他們通過透射電子顯微鏡(TEM)技術，深入研究了扭轉變形高純金屬鉿中的密排六方結構(HCP)向面心立方結構(FCC)的相變行為，并揭示了這一相變過程的新機制。

IVB族金屬在室溫下通常為HCP結構，在升溫過程中會發(fā)生同素異構轉變，形成體心立方(BCC)結構。然而，近年來有關IVB族金屬及其合金中出現(xiàn)FCC結構的研究報道不斷，這一發(fā)現(xiàn)徹底顛覆了人們對這些金屬相變的傳統(tǒng)認知。盡管FCC相作為IVB族元素中的全新物相引起了廣泛關注，但其形成機制一直存在爭議。

科研人員基于FCC相與基體的晶體幾何差異，曾提出Shockley不全位錯在基體的每隔一層的{0001}基面上滑移可能導致HCP→FCC相變。然而，由于缺乏直接證據(jù)，這一相變機制并未被廣泛接受。

近期，李閣平課題組在前期研究的基礎上，通過TEM技術直接解析了B型FCC相變過渡態(tài)的12R長周期結構，并確定了IVB族金屬中應力誘導HCP→FCC相變的新路徑：HCP→BCT-like→12R→FCC。這一發(fā)現(xiàn)為理解IVB族金屬中的應力誘導B型HCP→FCC相變過程提供了直接證據(jù)，填補了這一領域的空白。

相關研究工作由金屬研究所的胡嘉南博士(第一作者)、韓福洲特別研究助理(通訊作者)和李閣平研究員(通訊作者)等共同完成，并已在國際知名材料科學期刊《Scripta Materialia》上發(fā)表題為“Atomic scale investigation of the phase transformation path from HCP to FCC in high-purity hafnium during torsion deformation”的論文。

這一研究成果不僅深化了人們對IVB族金屬相變機制的理解，也為相關材料的設計和開發(fā)提供了新的啟示。未來，科研人員將繼續(xù)深入探索IVB族金屬的相變行為，以期在材料科學和工程領域取得更多突破。