纳米金属中机械尺寸效应的研究一致强调内在微结构和外部尺寸,以了解与尺寸相关的特性,通常侧重于均匀微结构的强度,例如单晶/纳米晶和纳米孔,作为柱子直径的函数。
近日,加州理工学院Wenxin Zhang开发了一种基于水凝胶注入的添加剂制造(AM)技术,使用双光子光刻技术来生产指定3D形状的金属,特征分辨率为∼100 nm。
文章要点
1)研究人员展示了ASAM制备的镍纳米管(D∼130−330 nm)的分级微结构为纳米孔和纳米晶,d∼30−50 nm纳米颗粒以竹子状排列和临界尺寸与d相当的气孔支撑着每个韧带。
2)原位纳米压缩实验揭示了它们的屈服强度σ为∼1−3 Gpa,高于D范围内的单晶/纳米晶对应物,弱的尺寸依赖性,σ∝D−0.2,以及由纳米孔介导的变形模式的局域到均化转变,通过分子动力学模拟发现。
这项工作突出了纳米金属中机械响应的分层微结构,并提出了通过AM使能微结构的小规模工程机会。
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Wenxin Zhang, et al, Suppressed Size Effect in Nanopillars with Hierarchical Microstructures Enabled by Nanoscale Additive Manufacturing, Nano Lett., 2023
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02309
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02309